Question

“問題膠囊”事件引發(fā)了各方關(guān)注和熱議，國際食品包裝協(xié)會秘書長董金獅教授說：“工業(yè)明膠中重金屬鉻的毒性遠高于三聚氰胺”．鉻是嚴重的致癌物質(zhì)，絕不允許含鉻廢水隨意排放．請回答下列問題：
（1）三聚氰胺中N原子的雜化方式是

 

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

 

，請寫出反應(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，用鐵作電極進行電解，Cr₂0₇^2-被還原為Cr³⁺，然后生成Cr（OH）₃沉淀除去，以達到排放標準．
①加適量食鹽的目的是

 

，與Cr（OH）₃沉淀同時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：原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,離子方程式的書寫,電解原理

專題：化學鍵與晶體結(jié)構(gòu),電化學專題

分析：（1）三聚氰胺分子中，氨基上的N原子成3個σ 鍵、有一個孤電子對，環(huán)上的N原子成2個σ 鍵、有一個孤電子對，雜化軌道數(shù)=σ 鍵數(shù)+孤電子對數(shù)，據(jù)此確定N原子雜化方式；
（2）根據(jù)過氧化鉻的結(jié)構(gòu)簡式可知存在過氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O來分析；過氧化氫與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可增強溶液的導電能力，Cr₂O₇^2-具有強氧化性，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 σ 鍵和一個孤電子對，所以采取sp³雜化，環(huán)上的N原子含有2個 σ 鍵和一個孤電子對，所以采取sp²雜化，
故答案為：sp²、sp³；
（2）根據(jù)過氧化鉻的結(jié)構(gòu)簡式可知一個鉻與五個氧形成形成六個鉻氧極性共價鍵，共用電子對偏向都偏向氧，所以呈+6，結(jié)構(gòu)式中存在過氧鍵、Cr-O鍵、Cr=O，在4個Cr-O鍵中O為-1價，在Cr=O鍵注重O為-2價；
過氧化氫與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可增強溶液的導電能力，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，增強導電能力；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；

點評：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)、沉淀溶解平衡的計算等知識點，根據(jù)過氧化鉻的結(jié)構(gòu)簡式判斷鉻的化合價、沉淀溶解平衡的計算是解答難點，題目難度中等．