化学自习室移动版

一、课本出处

① 人教版《化学·必修第二册》第五章或实验探究栏目：在“氧化还原反应”“离子检验”拓展中介绍重铬酸钾（K₂Cr₂O₇），强调其强氧化性及 Cr₂O₇²⁻ 与 CrO₄²⁻ 在酸碱性下的转化平衡。

它在高中五本教材里一共出现过三次， 分别是《必修一》31页的课后习题、《必修二》79页的正文， 还有选择性必修一《化学反应原理》56页的实验活动1。

② 苏教版《化学·必修第一册》：在“氧化还原反应”“元素化合物”拓展视野中，以 K₂Cr₂O₇ 为载体，涉及乙醇检验（酒驾检测）、铬元素价态转化与工艺。

③ 浙江选考高频：重铬酸钾氧化亚铁（Fe²⁺）、氧化乙醇、重铬酸钾法滴定测铁，以及铬元素（含铬废水处理、铬盐制备）工艺流程题。

 二、物理性质与化学性质

物理性质：

又名红矾钾，橙红色晶体，能溶于水， 酸性条件下水溶液呈橙红色，不溶于乙醇。

化学性质 

主要是强氧化性和不稳定性受热易分解， 这一点化学性质与高锰酸钾类似。

1.氧化性

①与乙醇反应离子方程式

3CH₃CH₂OH ＋2Cr₂O₇^2－＋16H^＋→ 3CH₃COOH ＋4Cr^3＋＋11H₂O

现象：溶液的颜色由橙色变成绿色。(该反应常被用于检测酒驾， 例如呼气式酒精检测仪)

②与盐酸反应离子方程式

Cr₂O₇^2－＋14H^＋＋6Cl=2Cr^3＋＋3Cl₂↑＋7H₂O

2.与浓硫酸的反应(非氧还反应)

K₂Cr₂O₇＋H₂SO₄=K₂SO₄＋2CrO₃＋H₂O

3.分解反应一加热条件下能分解产生氧气 (类比KMnO4分解)

4K₂Cr₂O₇=(Δ)4K₂CrO₄ ＋2Cr₂O₃ ＋3O₂↑

补充：

化学性质 1（酸碱转化平衡）：Cr₂O₇²⁻＋H₂O ⇌ 2CrO₄²⁻＋2H⁺。酸性增强平衡逆向移动，溶液呈橙红色（Cr₂O₇²⁻）；碱性增强平衡正向移动，溶液呈黄色（CrO₄²⁻）。

化学性质 2（强氧化性）：在酸性条件下氧化性最强，可氧化 Fe²⁺、I⁻、SO₂、乙醇等：

Cr₂O₇²⁻＋6Fe²⁺＋14H⁺＝2Cr³⁺＋6Fe³⁺＋7H₂O；

2Cr₂O₇²⁻＋3C₂H₅OH＋16H⁺＝4Cr³⁺＋3CH₃COOH＋11H₂O。

化学性质 3（铬酸铅检验）：

CrO₄²⁻＋Pb²⁺＝PbCrO₄↓（黄色沉淀），用于检验 CrO₄²⁻ 或 Pb²⁺。

化学性质 4（Cr 价态）：

Cr₂O₇²⁻ 中 Cr 为＋6 价（高价态），具有强氧化性；被还原后一般生成 Cr³⁺（绿色），用于指示反应终点。

 三、高考考点解读

① 氧化还原反应计算与配平（高频）：K₂Cr₂O₇ 氧化 Fe²⁺、I⁻、SO₂ 等，涉及电子守恒计算。

② 乙醇检验（酒驾）：酸性重铬酸钾与乙醇反应，颜色由橙红变绿，用于呼气酒精检测。

③ 铬元素工艺流程：含铬废水的处理（还原法）、铬盐的制备与转化，常为浙江选考热点。

④ 平衡移动：Cr₂O₇²⁻/CrO₄²⁻ 平衡受酸碱性影响，可判断溶液颜色变化。

⑤ 重铬酸钾法滴定：K₂Cr₂O₇ 作氧化剂的标准溶液，测定 Fe²⁺、铁矿中铁含量等。

四、典型例题（1 道）

【试题来源】2024 年辽宁卷（节选，涉及铬元素）

【题目】重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）在酸性条件下具有强氧化性。为测定某铁矿石中铁元素的含量，将矿石中的铁转化为 Fe²⁺ 后用 K₂Cr₂O₇ 标准溶液滴定。

（1）写出酸性条件下 Cr₂O₇²⁻ 与 Fe²⁺ 反应的离子方程式；

（2）若消耗 0.0200 mol·L⁻¹ K₂Cr₂O₇ 溶液 25.00 mL，求被氧化的 Fe²⁺ 的物质的量。

【答案】（1）Cr₂O₇²⁻＋6Fe²⁺＋14H⁺＝2Cr³⁺＋6Fe³⁺＋7H₂O；

（2）n(K₂Cr₂O₇)＝0.0200×0.025＝5.00×10⁻⁴ mol，由 Cr₂O₇²⁻～6Fe²⁺ 得 n(Fe²⁺)＝6×5.00×10⁻⁴＝3.00×10⁻³ mol。

【解析】Cr₂O₇²⁻ 中 Cr 为＋6 价，被还原为 Cr³⁺，每个 Cr₂O₇²⁻ 得 6e⁻；Fe²⁺ 升为 Fe³⁺ 失 1e⁻，故 Cr₂O₇²⁻ 与 Fe²⁺ 计量比 1∶6。利用电子守恒建立关系式是关键。

五、变式训练（3 道）

变式训练 1：【试题来源】原创训练题（乙醇检验）

【题目】交警常用“吹气检测”判断司机是否酒驾，其原理是利用酸性重铬酸钾溶液与酒精（乙醇）反应。写出该反应的化学方程式，并说明观察到的颜色变化。

【答案】2K₂Cr₂O₇＋3C₂H₅OH＋8H₂SO₄＝2Cr₂(SO₄)₃＋3CH₃COOH＋2K₂SO₄＋11H₂O；颜色由橙红色变为绿色（Cr₂O₇²⁻ 橙红被还原为 Cr³⁺ 绿色）。

【解析】酸性条件下 Cr₂O₇²⁻ 氧化乙醇生成乙酸，Cr 由＋6 降为＋3，溶液由橙红变绿，据此定性判断是否含酒精。注意该反应需酸性条件，方程式配平依据电子守恒与原子守恒。

变式训练 2：【试题来源】原创训练题（平衡移动）

【题目】已知 Cr₂O₇²⁻＋H₂O ⇌ 2CrO₄²⁻＋2H⁺。在 K₂Cr₂O₇ 溶液中：（1）滴加 NaOH 溶液，溶液颜色如何变化？说明理由；（2）滴加稀硫酸，颜色又如何变化？

【答案】（1）滴加 NaOH，H⁺ 被中和，平衡正向移动，CrO₄²⁻ 浓度增大，溶液由橙红变为黄色；（2）滴加稀硫酸，H⁺ 浓度增大，平衡逆向移动，Cr₂O₇²⁻ 浓度增大，溶液呈橙红色（加深）。

【解析】考查平衡移动原理在 Cr₂O₇²⁻/CrO₄²⁻ 转化中的应用，注意“增大 H⁺ 促逆向、增大 OH⁻ 促正向”的颜色变化规律。

变式训练 3：【试题来源】原创训练题（配平）

【题目】在酸性溶液中，K₂Cr₂O₇ 可氧化 SO₂ 生成 Cr³⁺ 和 SO₄²⁻。写出该反应的离子方程式并配平。

【答案】Cr₂O₇²⁻＋3SO₂＋2H⁺＝2Cr³⁺＋3SO₄²⁻＋H₂O（配平后为：Cr₂O₇²⁻＋3SO₂＋2H⁺＝2Cr³⁺＋3SO₄²⁻＋H₂O）。

【解析】Cr₂O₇²⁻ 得 6e⁻，SO₂ 中 S＋4 价升为 SO₄²⁻ 中＋6 价失 2e⁻，故 Cr₂O₇²⁻∶SO₂＝1∶3；再按电荷守恒配 H⁺，原子守恒配 H₂O。

 六、课堂训练题（10 道：选择题 6 道、综合题 4 道）

（一）选择题（共 6 道）

第 1 题【原创训练题】重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）中铬元素的化合价为（　）

A．＋3    B．＋4    C．＋6   D．＋2

【答案】C

【解析】设 Cr 为 x，由 2×1＋2x＋(－2)×7＝0 得 2x＝12，x＝＋6。K₂Cr₂O₇ 中 Cr 为＋6 价。

第 2 题【原创训练题】在 Cr₂O₇²⁻＋H₂O ⇌ 2CrO₄²⁻＋2H⁺ 平衡体系中，下列说法正确的是（　）

A．加入 NaOH，平衡逆向移动     B．加入 H₂SO₄，溶液由黄色变为橙红色

C．Cr₂O₇²⁻ 显黄色     D．该平衡与酸碱性无关

【答案】B

【解析】加入 NaOH 消耗 H⁺，平衡正向移动，A 错；加入 H₂SO₄ 增 H⁺，平衡逆向移动，Cr₂O₇²⁻ 增多溶液变橙红，B 对；Cr₂O₇²⁻ 橙红色、CrO₄²⁻ 黄色，C 错；该平衡受酸碱性影响，D 错。

第 3 题【原创训练题】交警检查酒驾利用酸性重铬酸钾溶液，其原理是（　）

A．K₂Cr₂O₇ 被乙醇还原，Cr₂O₇²⁻ 橙红变为 Cr³⁺ 绿色

B．乙醇被重铬酸钾氧化为 CO₂

C．重铬酸钾被氧化颜色变绿

D．乙醇与重铬酸钾发生中和反应

【答案】A

【解析】酸性重铬酸钾氧化乙醇，Cr₂O₇²⁻（橙红）被还原为 Cr³⁺（绿色），乙醇被氧化为乙酸（不是 CO₂），故 A 正确，B、C、D 错误。

第 4 题【原创训练题】下列有关 K₂Cr₂O₇ 氧化性的说法正确的是（　）

A．任何条件下氧化性都最强     B．酸性条件下氧化性最强，可氧化 Fe²⁺、I⁻

C．碱性条件下氧化性最强     D．K₂Cr₂O₇ 无氧化性

【答案】B

【解析】K₂Cr₂O₇ 在酸性条件下氧化性最强，B 对、C 错；A 说法太绝对，错；K₂Cr₂O₇ 中 Cr 为＋6 价具强氧化性，D 错。

第 5 题【原创训练题】在 K₂Cr₂O₇ 溶液中滴加 NaOH 溶液，现象是（　）

A．溶液由黄色变为橙红色    B．溶液由橙红色变为黄色

C．溶液不变色   D．生成白色沉淀

【答案】B

【解析】加 NaOH 消耗 H⁺，平衡 Cr₂O₇²⁻＋H₂O ⇌ 2CrO₄²⁻＋2H⁺ 正向移动，CrO₄²⁻（黄色）增多，溶液由橙红变黄。

第 6 题【原创训练题】重铬酸钾法滴定测定铁含量，反应为 Cr₂O₇²⁻＋6Fe²⁺＋14H⁺＝2Cr³⁺＋6Fe³⁺＋7H₂O。下列说法错误的是（　）

A．Cr₂O₇²⁻ 作氧化剂     B．Fe²⁺ 被氧化为 Fe³⁺

C．1 mol Cr₂O₇²⁻ 可氧化 3 mol Fe²⁺    D．该反应需在酸性条件下进行

【答案】C

【解析】由方程式计量数知 1 mol Cr₂O₇²⁻ 可氧化 6 mol Fe²⁺，故 C 错误；A、B、D 均正确。

（二）综合题（共 4 道）

综合题 1【原创训练题（综合）】含铬废水主要含 Cr₂O₇²⁻（Cr 为＋6 价），需还原为 Cr³⁺ 并进一步处理。

（1）写出用 FeSO₄ 作还原剂、酸性条件下还原 Cr₂O₇²⁻ 的离子方程式；

（2）处理后调节溶液 pH，使 Cr³⁺ 转化为 Cr(OH)₃ 沉淀，写出反应方程式；

（3）说明含铬废水必须处理达标排放的原因。

【答案】（1）Cr₂O₇²⁻＋6Fe²⁺＋14H⁺＝2Cr³⁺＋6Fe³⁺＋7H₂O；（2）Cr³⁺＋3OH⁻＝Cr(OH)₃↓；（3）Cr⁶⁺ 有毒、致癌，含铬废水直接排放会污染水体、危害人体健康，故必须处理达标后排放。

【解析】本题为典型的“含铬废水处理”工艺流程综合题，考查还原反应配平、沉淀生成及环保意义，是浙江选考的热点题型。

综合题 2【原创训练题（滴定计算）】为测定某补铁剂中铁元素的含量，将样品溶于酸，使铁全部转化为 Fe²⁺，用 0.0200 mol·L⁻¹ 的 K₂Cr₂O₇ 标准溶液滴定。已知 Cr₂O₇²⁻＋6Fe²⁺＋14H⁺＝2Cr³⁺＋6Fe³⁺＋7H₂O。

（1）滴定终点时溶液颜色的变化（可用指示剂）；

（2）若称取样品 1.00 g，消耗 K₂Cr₂O₇ 溶液 20.00 mL，求样品中铁的质量分数。

【答案】（1）以二苯胺磺酸钠为指示剂，滴入最后半滴 K₂Cr₂O₇ 标准液，溶液由浅绿色变为紫红色（或按指示剂变色判断终点）；（2）n(K₂Cr₂O₇)＝0.0200×0.020＝4.00×10⁻⁴ mol，n(Fe²⁺)＝6×4.00×10⁻⁴＝2.40×10⁻³ mol，m(Fe)＝2.40×10⁻³×56＝0.1344 g，质量分数＝0.1344/1.00×100%＝13.44%。

【解析】重铬酸钾法滴定测铁是重要考点。关键：建立 Cr₂O₇²⁻～6Fe²⁺ 定量关系，正确计算 n(Fe) 与质量分数，注意单位换算与有效数字。

综合题 3【原创训练题（工艺/平衡）】某工厂排放的酸性废水含 Cr₂O₇²⁻。为回收铬，设计流程：加还原剂（如 FeSO₄）使 Cr₂O₇²⁻ 还原为 Cr³⁺，再加碱调 pH 使 Cr³⁺ 沉淀。

（1）写出还原步骤离子方程式；

（2）为何要在酸性条件下进行还原？

（3）调节 pH 使 Cr³⁺ 沉淀，说明 pH 与 Cr(OH)₃ 沉淀的关系。

【答案】（1）Cr₂O₇²⁻＋6Fe²⁺＋14H⁺＝2Cr³⁺＋6Fe³⁺＋7H₂O；（2）酸性条件下 Cr₂O₇²⁻ 氧化性强，利于还原反应快速、完全进行；（3）Cr(OH)₃ 为两性氢氧化物，pH 过低（酸性强）不能沉淀，pH 过高（碱性过强）会溶解，需控制适宜 pH 使 Cr³⁺ 完全沉淀为 Cr(OH)₃。

【解析】结合工艺考查氧化还原条件选择与两性氢氧化物沉淀规律。注意 Cr(OH)₃ 既能溶于酸又能溶于强碱，沉淀 pH 需适中。

综合题 4【原创训练题（性质综合）】重铬酸钾在化学分析中应用广泛。

（1）写出 K₂Cr₂O₇ 溶液与足量 KI 在酸性条件下反应的离子方程式，并标出电子转移数目；

（2）该反应常用于碘量法定量测定，试说明可利用的原理。

【答案】（1）Cr₂O₇²⁻＋6I⁻＋14H⁺＝2Cr³⁺＋3I₂＋7H₂O，每生成 3 mol I₂ 转移 6 mol e⁻（即 Cr₂O₇²⁻ 得 6e⁻）；（2）生成定量 I₂，再用 Na₂S₂O₃ 标准液滴定 I₂（I₂＋2S₂O₃²⁻＝2I⁻＋S₄O₆²⁻），可间接测定 Cr 含量，此为“返滴定/间接碘量法”。

【解析】本题考查重铬酸钾的氧化性与碘量法的结合。关键：Cr₂O₇²⁻ 在酸性条件氧化 I⁻ 生成 I₂，通过滴定 I₂ 反推 Cr 含量，是经典间接分析方法。