Question

“問(wèn)題膠囊”事件引發(fā)了各方關(guān)注和熱議，國(guó)際食品包裝協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)董金獅教授說(shuō)：“工業(yè)明膠中重金屬鉻的毒性遠(yuǎn)高于三聚氰胺”．鉻是嚴(yán)重的致癌物質(zhì)，絕不允許含鉻廢水隨意排放．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）三聚氰胺中N原子的雜化方式是

 

．
（2）酸性溶液中過(guò)氧化氫能使Cr₂0₇^2-生成藍(lán)色的過(guò)氧化鉻（CrO₅，分子結(jié)構(gòu)為 ，該反應(yīng)可用來(lái)檢驗(yàn)Cr₂0₇^2-的存在．過(guò)氧化鉻中鉻元素的化合價(jià)為

 

，請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式：

 

．
（3）一種治理含Cr₂0₇^2-酸性工業(yè)廢水的方法是向廢水中加入適量的食鹽，用鐵作電極進(jìn)行電解，Cr₂0₇^2-被還原為Cr³⁺，然后生成Cr（OH）₃沉淀除去，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)．
①加適量食鹽的目的是

 

，與Cr（OH）₃沉淀同時(shí)生成的沉淀還可能有

 

．
②已知電解后溶液中c（Fe³⁺）為4.0×10^-13mol?L^-1，則溶液中c（Cr³⁺）濃度為

 

．
（已知K_sP[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38； K_sp[Cr（OH）₃]=6.0×10^-31）

Answer 1

考點(diǎn)：原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,離子方程式的書(shū)寫(xiě),電解原理

專題：化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu),電化學(xué)專題

分析：（1）三聚氰胺分子中，氨基上的N原子成3個(gè)σ 鍵、有一個(gè)孤電子對(duì)，環(huán)上的N原子成2個(gè)σ 鍵、有一個(gè)孤電子對(duì)，雜化軌道數(shù)=σ 鍵數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)，據(jù)此確定N原子雜化方式；
（2）根據(jù)過(guò)氧化鉻的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知存在過(guò)氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O來(lái)分析；過(guò)氧化氫與K₂Cr₂O₇在酸性溶液中發(fā)生反應(yīng)生成CrO₅和水；
（3）①加入適量的NaCl可增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力，Cr₂O₇^2-具有強(qiáng)氧化性，可以將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為Cr³⁺，鐵離子與氫氧根離子結(jié)合生成Fe（OH）₃沉淀；
②先根據(jù)KspFe（OH）₃和c（Fe³⁺）求出c（OH^-），然后再根據(jù)c（OH^-）和KspCr（OH）₃求出c（Cr³⁺）；

解答： 解：（1）三聚氰胺分子中，氨基上的N原子含有3個(gè) σ 鍵和一個(gè)孤電子對(duì)，所以采取sp³雜化，環(huán)上的N原子含有2個(gè) σ 鍵和一個(gè)孤電子對(duì)，所以采取sp²雜化，
故答案為：sp²、sp³；
（2）根據(jù)過(guò)氧化鉻的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知一個(gè)鉻與五個(gè)氧形成形成六個(gè)鉻氧極性共價(jià)鍵，共用電子對(duì)偏向都偏向氧，所以呈+6，結(jié)構(gòu)式中存在過(guò)氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O，在4個(gè)Cr-O鍵中O為-1價(jià)，在Cr=O鍵注重O為-2價(jià)；
過(guò)氧化氫與K₂Cr₂O₇在酸性溶液中發(fā)生反應(yīng)生成CrO₅和水，離子反應(yīng)為4H₂O₂+Cr₂O₇^2-+2H⁺═2CrO₅+5H₂O；
故答案為：+6；4H₂O₂+Cr₂O₇^2-+2H⁺═2CrO₅+5H₂O；
（3）①因NaCl為電解質(zhì)，加入適量的NaCl可增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力，亞鐵離子與Cr₂O₇^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，亞鐵離子被氧化為鐵離子，與氫氧根離子結(jié)合生成Fe（OH）₃沉淀，
故答案為：增大離子濃度，增強(qiáng)導(dǎo)電能力；Fe（OH）₃；
②Fe（OH）₃（s）?Fe³⁺（aq）+3OH^-（aq），溶液中c（OH^-）=

3	KSPFe(OH)3 C(Fe3+)

=

3	4×10-38 4×10-13

mol/L=

3	1×10-25

mol/L，
則溶液中c（Cr³⁺）=

KSPCr(OH)3

C3(OH-)

=

6.0×10-31

1×10-25

=6.0×10ˉ⁶mol/L，
故答案為：6.0×10^-6 mol?L^-1；

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，題目難度較大，涉及原子雜化、氧化還原反應(yīng)、沉淀溶解平衡的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)過(guò)氧化鉻的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式判斷鉻的化合價(jià)、沉淀溶解平衡的計(jì)算是解答難點(diǎn)，題目難度中等．