Question

【題目】元素鉻(Cr)在自然界主要以+3價和+6價存在。

（1）+6價的Cr能引起細(xì)胞的突變而對人體不利，可用亞硫酸鈉將其還原。離子反應(yīng)方程式為：3SO32－+Cr2O72－+8H+===2Cr3++3SO42－+4H2O，該反應(yīng)氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為___________。

（2）工業(yè)上利用鉻鐵礦( FeO. Cr2O3)冶煉鉻的工藝流程如圖所示：

①為加快焙燒速率和提高原料的利用率，可采取的措施之一是___________。

②水浸Ⅰ要獲得浸出液的操作是___________。

③浸出液的主要成分為Na2CrO4，加入Na2S反應(yīng)后有Na2SO4生成，則操作Ⅱ發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。

（3）常溫下Cr(OH)3的溶度積Ksp=1×10－32，若要使Cr3+完全沉淀pH為___________[c(Cr3+)降至10－5mol·L－1可認(rèn)為完全沉淀]。

（4）以鉻酸鈉(Na2CrO4)為原料，用電化學(xué)法可制備重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)，實驗裝置如圖所示(已知：2CrO42－+2H+=Cr2O72－+H2O)。

①陽極的電極反應(yīng)式為___________。

②電解一段時間后，測得陽極區(qū)溶液中Na+物質(zhì)的量由amol變?yōu)?/span>bmol，則生成重鉻酸鈉的物質(zhì)的量為___________mol。

Answer 1

【答案】1︰3 將鉻鐵礦粉碎(或其他合理措施) 過濾 8CrO42-＋3S2－＋20H2O===8Cr(OH)3↓＋3SO42-＋16OH－ 5（或≥5） 2H2O﹣4e－===O2↑＋4H＋（或4OH－﹣4e－===O2↑＋2H2O） （a-b）/2

【解析】

（1）還原劑為SO32－，氧化劑為Cr2O72－，由方程式的計量數(shù)得出物質(zhì)的量之比。

（2）①根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素之一即物質(zhì)的表面積大小來回答；

②可用過濾分離固體和液體，水浸Ⅰ要獲得浸出液的操作是過濾；

③Na2CrO4將Na2S氧化成Na2SO4，由電子守恒和質(zhì)量守恒寫出反應(yīng)的離子方程式；

（3）結(jié)合溶度積計算；

（4）根據(jù)電解原理及反應(yīng)方程式計算。

（1）還原劑為SO32－，氧化劑為Cr2O72－，由離子反應(yīng)方程式為：3SO32－+Cr2O72－+8H+===2Cr3++3SO42－+4H2O，該反應(yīng)氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1︰3；

（2）①影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有：固體物質(zhì)的表面積、加熱焙燒等，則可采取的措施是：將鉻鐵礦粉碎(或其他合理措施) 。

②可用過濾分離固體和液體，水浸Ⅰ要獲得浸出液的操作是過濾；

③Na2CrO4將Na2S氧化成Na2SO4，由電子守恒和質(zhì)量守恒得操作Ⅱ發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：8CrO42-＋3S2－＋20H2O===8Cr(OH)3↓＋3SO42-＋16OH－

（3）KspCr（OH）3=c（Cr3＋）×c3（OH－），若c（Cr3＋）=10-5mol·L－1時，c（OH－）= mol·L－1=10-9mol·L－1，常溫時c（H＋）=10-5mol·L－1，pH=5（或≥5）；

（4）①電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為4OH－-4e－=2H2O+O2↑，故答案為：2H2O﹣4e－===O2↑＋4H＋（或4OH－﹣4e－===O2↑＋2H2O）；

②電解一段時間后，測得陽極區(qū)溶液中Na＋物質(zhì)的量由a mol變?yōu)?/span>b mol，則溶液中移動的電荷為（a-b）mol，所以外電路中轉(zhuǎn)移的電子為（a-b）mol，陽極的電極反應(yīng)為：2H2O-4e－=O2+4H＋，則陽極生成的氫離子為（a-b）mol，已知：2CrO42－+2H＋=Cr2O72－+H2O，所以陽極消耗的CrO42－為（a-b）mol，則生成重鉻酸鈉的物質(zhì)的量為（a-b）/2mol。