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化学
题目

已知 _(0)((C)_(2)(O)_(7)^2-/(Cr)^3+)=1.33V, ^theta ((Cr{O)_(2)}^2-)=-0.13V, _(0)((H)_(2)(O)_(2)/(H)_(2)O)=1.78V, EO-|||-(({H)_(2)}^-)(OH)^-)=0.878V, _(2)((O)_(2)ykparallel (H)_(2)(O)_(2))=0.695V, ^circ ((Fe)^3+/(Fe)^2+)=0.77V, ^circ ((Cl)_(2)/(Cl)^-)=1.36V-|||-(1)K2Cr2O7在酸性介质中可以氧化哪种物质?写出反应方程式。-|||-(2)欲使 _(2)^- 在酸性介质中氧化,选择哪种氧化剂为好?写出反应方程式。-|||-(3)K2Cr2O7在 cdot (dm)^-3HCl 中能否使 ^- 氧化?为什么?如在 cdot (dm)^-3 浓HCl中,反-|||-应能否进行?通过计算说明。

题目解答

答案

解析

步骤 1:确定氧化还原反应的条件
在酸性介质中,K2Cr2O7可以氧化那些标准电极电势低于它的物质。根据给定的电极电势,K2Cr2O7可以氧化H2O2和Fe2+,因为它们的标准电极电势低于K2Cr2O7的标准电极电势。

步骤 2:写出氧化还原反应方程式
对于K2Cr2O7氧化H2O2和Fe2+的反应,可以写出以下方程式:
- K2Cr2O7 + 3H2O2 + 4H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 3O2
- Cr2O7^2- + 6Fe^2+ + 14H+ = 2Cr^3+ + 6Fe^3+ + 7H2O

步骤 3:选择合适的氧化剂
为了氧化CrO2^-,需要选择一个标准电极电势高于CrO2^-的氧化剂。H2O2是一个合适的选择,因为它在酸性溶液中是一种较理想的氧化剂,还原产物仅为H2O,且剩余的H2O2可以通过加热分解为H2O和O2,不会引入杂质离子。反应方程式为:
- 2CrO2^- + 3H2O2 + 2OH^- = 2CrO4^2- + 4H2O

步骤 4:计算K2Cr2O7在不同浓度HCl中的氧化能力
在标准状态下,K2Cr2O7不能氧化Cl^-,因为E^θ(Cr2O7^2-/Cr^3+) < E^θ(Cl2/Cl^-)。但在12mol·dm^-3的浓HCl中,由于H+浓度的增加,K2Cr2O7的氧化能力增强,可以氧化Cl^-。计算如下:
- E(Cr2O7^2-/Cr^3+) = 1.33V + (0.059V/6) * log(12^14) = 1.38V
- E(Cl2/Cl^-) = 1.36V + 0.059V * log(1/12) = 1.30V
由于E(Cr2O7^2-/Cr^3+) > E(Cl2/Cl^-),在浓HCl中K2Cr2O7可以氧化Cl^-。

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