工業(yè)上常用鉻鐵礦(有效成份為FeO?Cr2O3,主要雜質(zhì)為SiO2、Al2O3)為原料生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7),實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)法用鉻鐵礦制重鉻酸鉀的主要工藝流程如圖所示,涉及的主要反應(yīng)是:6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3
  △  
.
 
12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O,試回答下列問(wèn)題:
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(1)⑤中溶液金屬陽(yáng)離子的檢驗(yàn)方法是
 

(2)步驟③被沉淀的離子為(填離子符號(hào))
 

(3)在反應(yīng)器①中,二氧化硅與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
 

(4)煙道氣中的CO2可與H2合成甲醇.CH3OH、H2的燃燒熱分別為:△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol,寫出工業(yè)上以CO2、H2合成CH3OH的熱化學(xué)方程式:
 

(5)2011年云南曲靖的鉻污染事件,說(shuō)明含鉻廢渣(廢水)的隨意排放對(duì)人類生存環(huán)境有極大的危害.電解法是處理鉻污染的一種方法,金屬鐵作陽(yáng)極、石墨作陰極電解含Cr2O72-的酸性廢水,一段時(shí)間后產(chǎn)生Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀.
①寫出電解法處理廢水的總反應(yīng)的離子方程式
 

②已知Cr(OH)3的Ksp=6.3×10-31,若地表水鉻含量最高限值是0.1mg/L,要使溶液中c(Cr3+)降到符合地表水限值,須調(diào)節(jié)溶液的c(OH-)≥
 
mol/L(只寫計(jì)算表達(dá)式).
分析:(1)鈉離子、鉀離子的檢驗(yàn)方法是焰色反應(yīng);
(2)硅酸鈉和偏鋁酸鈉易發(fā)生水解,根據(jù)水解平衡移動(dòng)原理來(lái)回答;
(3)二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳;
(4)利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱,并書寫熱化學(xué)方程式;
(5)①用Fe為陽(yáng)極進(jìn)行電解,總反應(yīng):Fe+2H+═Fe2++H2↑;
Cr2O72-將亞鐵離子氧化為鐵離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,F(xiàn)e3+、Cr3+結(jié)合氫氧根離子最終轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀,把以上方程式加合可得電解法處理廢水的總反應(yīng)的離子方程式6Fe+Cr2O72-+2H++17H2O=6Fe(OH)3↓+2Cr(OH)3↓+6H2↑;
②根據(jù)Cr(OH)3的Ksp=6.3×10-31=c(Cr3+)×c3(OH-)計(jì)算.
解答:解:(1)⑤中溶液金屬陽(yáng)離子為鈉離子、鉀離子,檢驗(yàn)方法是焰色反應(yīng),故答案為:焰色反應(yīng);
(2)由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉在溶液中發(fā)生水解,SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-、HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-、AlO2-+2H2O?Al(OH)3+OH-,降低pH有利于水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí)能使它們完全水解生成沉淀,故答案為:SiO32-,AlO2-;
(3)二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳,該反應(yīng)為SiO2+Na2CO3
 高溫 
.
 
Na2SiO3+CO2,故答案為:SiO2+Na2CO3
 高溫 
.
 
Na2SiO3+CO2
(4)甲醇和氫氣的燃燒熱書寫其熱化學(xué)方程式分別為:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l),△H1=-1451kJ/mol;
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l),△H2=-571.6KJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)
可以看成是方程式
3
2
×②-①×
1
2
;所以△H=×
3
2
(-571.6kJ/mol)-(-1451kJ/mol)×
1
2
=-131.9kJ/mol,
故答案為:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=-131.9kJ/mol;
(5)①用Fe為陽(yáng)極進(jìn)行電解,總反應(yīng):Fe+2H+═Fe2++H2↑;
Cr2O72-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2Cr3+,反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O,Cr2O72-與Fe2+反應(yīng)的過(guò)程中,都將消耗大量的H+,使溶液pH上升,促使Fe3+、Cr3+結(jié)合氫氧根離子最終轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Cr(OH)3沉淀,綜上可得:電解法處理廢水的總反應(yīng)的離子方程式6Fe+Cr2O72-+2H++17H2O=6Fe(OH)3↓+2Cr(OH)3↓+6H2↑,故答案為:6Fe+Cr2O72-+2H++17H2O=6Fe(OH)3↓+2Cr(OH)3↓+6H2↑;
②,若地表水鉻含量最高限值是0.1mg/L,換算成物質(zhì)的量濃度c(Cr3+)=
1×10-4
52
mol/L,要使溶液中c(Cr3+)降到符合地表水限值,已知Cr(OH)3的Ksp=6.3×10-31=c(Cr3+)×c3(OH-),須調(diào)節(jié)溶液的c(OH-)≥
6.3×10-31
1×10-4
52
mol/L,故答案為:
6.3×10-31
1×10-4
52
點(diǎn)評(píng):本題考查較為綜合,涉及氧化還原反應(yīng)、電解、蓋斯定律、化學(xué)計(jì)算、物質(zhì)檢驗(yàn)等,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),平時(shí)注意培養(yǎng)分析和解決問(wèn)題的能力,題目難度中等.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2010?煙臺(tái)一模)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室的重要氧化劑,工業(yè)上常用鉻鐵礦(主要成份為FeO?Cr2O3)為原料生產(chǎn).實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)如下圖:

涉及的主要反應(yīng)為:6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3
  △  
.
 
12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O
在反應(yīng)器中,有Na2CrO4生成,同時(shí)Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO2,雜質(zhì)SiO2、Al2O3與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}.氧化鋁與碳酸鈉發(fā)生的反應(yīng)為Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2↑,生成的偏鋁酸鈉(NaAlO2)可與水反應(yīng)NaAlO2+2H2O?NaAl(OH)4?Al(OH)3+NaOH.
(1)寫出二氧化硅與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式
SiO2+Na2CO3
 高溫 
.
 
Na2SiO3+CO2
SiO2+Na2CO3
 高溫 
.
 
Na2SiO3+CO2

(2)NaFeO2能強(qiáng)烈水解,在操作②中生成沉淀而除去,試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH

(3)操作③調(diào)節(jié)后溶液的pH比原來(lái)降低,調(diào)節(jié)的目的是(用簡(jiǎn)要的文字和必要的離子方程式說(shuō)明)
由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉在溶液中發(fā)生水解,SiO32-+H2OHSiO3-+OH-、HSiO3-+H2OH2SiO3+OH-、AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-,降低pH有利于水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí)能使它們完全水解生成沉淀
由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉在溶液中發(fā)生水解,SiO32-+H2OHSiO3-+OH-、HSiO3-+H2OH2SiO3+OH-、AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-,降低pH有利于水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí)能使它們完全水解生成沉淀

(4)稱取重鉻酸鉀(K2Cr2O7式量為294)試樣m g配成VmL溶液,取出V1 mL于錐形瓶中,加入適量的稀H2SO4和足量碘化鉀,放于暗處5min,然后加入100mL水,同時(shí)加入3mL淀粉溶液作指示劑,用c mol?L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(相關(guān)反應(yīng)為:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O、I2+2S2O32-=2I-+S4O62- ).則:
①取V1 mL待測(cè)液應(yīng)選用的儀器為
酸式滴定管(或移液管)
酸式滴定管(或移液管)
(寫儀器名稱).
②判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的依據(jù)是
當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼蛩徕c溶液,溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)現(xiàn)
當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼蛩徕c溶液,溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)現(xiàn)

③設(shè)整個(gè)過(guò)程中其它雜質(zhì)不參與反應(yīng).若實(shí)驗(yàn)中共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液V2mL,則計(jì)算所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀純度的代數(shù)式為
294×c×V×V2
6×1000×V1×m
×100%
294×c×V×V2
6×1000×V1×m
×100%
(不必化簡(jiǎn)).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2010?肇慶二模)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室的重要氧化劑,工業(yè)上常用鉻鐵礦(主要成份為FeO?Cr2O3)為原料生產(chǎn).實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)如圖:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)①中發(fā)生的主要反應(yīng)為:FeO?Cr2O3+NaOH+KClO3
加熱
Na2CrO4+Fe2O3+KCl+H2O
則氧化劑是
KClO3
KClO3
(寫化學(xué)式);Na2CrO4的系數(shù)是
12
12

(2)在反應(yīng)器①中,有Na2CrO4生成,同時(shí)Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO2,雜質(zhì)SiO2、Al2O3與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳},其中氧化鋁與碳酸鈉加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2
Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2
;NaFeO2能強(qiáng)烈水解,在操作②生成沉淀而除去,該反應(yīng)的離子方程式為
FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-
FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-

(3)操作③調(diào)pH目的是將SiO32-和AlO2-轉(zhuǎn)化為沉淀而除去,這兩種沉淀的化學(xué)式為
H2SiO3、Al(OH)3
H2SiO3、Al(OH)3

(4)稱取重鉻酸鉀(K2Cr2O7式量為294)試樣m g配成VmL溶液,取出V1 mL于錐形瓶中,加入適量的稀H2SO4和足量碘化鉀,放于暗處5min,然后加入100mL水,同時(shí)加入3mL淀粉溶液作指示劑,用c mol?L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(設(shè)雜質(zhì)不反應(yīng)),共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液V2mL,則所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀純度的代數(shù)式為
294×c×V×V2
6×1000×V1×m
×100%
294×c×V×V2
6×1000×V1×m
×100%
(不必化簡(jiǎn),相關(guān)反應(yīng)為:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;I2+2S2O32-=2I-+S4O62- )

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(2008?肇慶二模)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室的重要氧化劑,工業(yè)上常用鉻鐵礦(主要成份為FeO?Cr2O3)為原料生產(chǎn).實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)如圖,涉及的主要反應(yīng)有:6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3
  △  
.
 
 12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O.
(1)在反應(yīng)器中,有Na2CrO4生成,同時(shí)Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO2,雜質(zhì)SiO2.Al2O3與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳},寫出二氧化硅.氧化鋁分別與碳酸鈉反應(yīng)其中一個(gè)的化學(xué)方程式:
SiO2+Na2CO3
  △  
.
 
Na2SiO3+CO2
或Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2
SiO2+Na2CO3
  △  
.
 
Na2SiO3+CO2
或Al2O3+Na2CO3
  △  
.
 
2NaAlO2+CO2

(2)NaFeO2能強(qiáng)烈水解,在操作②生成沉淀而除去,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH

(3)操作③的目的是(用簡(jiǎn)要的文字和化學(xué)方程式說(shuō)明):
由于溶液在硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解,SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-.HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-.AlO2-+H2O?Al(OH)3+OH-,降低pH值有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí)它們水解完全
由于溶液在硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解,SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-.HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-.AlO2-+H2O?Al(OH)3+OH-,降低pH值有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí)它們水解完全

(4)操作④中,酸化時(shí),CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式:
2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O

(5)稱取重鉻酸鉀試樣m g配成VmL溶液,取出V1 mL于碘量瓶中,加入適量的稀H2SO4和足量碘化鉀(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+),放于暗處5min,然后加入100mL水和3mL淀粉作指示劑,用c mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(相關(guān)反應(yīng)為:
Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O.I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,K2Cr2O7式量為294.則:
①滴定時(shí)用到的玻璃儀器有(寫儀器名稱)
酸式滴定管、錐形瓶
酸式滴定管、錐形瓶

②判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的依據(jù)是:
當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼蛩徕c溶液,溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)現(xiàn)
當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼蛩徕c溶液,溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)現(xiàn)

③設(shè)整個(gè)過(guò)程中其它雜質(zhì)不參與反應(yīng).若實(shí)驗(yàn)中共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液V2mL,則計(jì)算所得產(chǎn)品的中重鉻酸鉀的純度的代數(shù)式為(不必化簡(jiǎn))
294×c×V×V2
6×1000×V1×m
×100%
294×c×V×V2
6×1000×V1×m
×100%

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

重鉻酸鉀(K2Cr2O7)是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室的重要氧化劑,工業(yè)上常用鉻鐵礦(主要成分為FeO?Cr2O3)為原料生產(chǎn)重鉻酸鉀.實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)法用鉻鐵礦制K2Cr2O7的主要工藝如圖所示.反應(yīng)器中涉及的主要反應(yīng)是:
6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3
  △  
.
 
12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O
精英家教網(wǎng)
試回答下列問(wèn)題:
(1)在反應(yīng)器①中,有Na2CrO4生成,同時(shí)Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO2,雜質(zhì)SiO2、Al2O3與純堿反應(yīng)的原理相同均轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}.寫出氧化鋁與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 

(2)操作⑤中加酸酸化后CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,寫出轉(zhuǎn)化的離子方程式:
 

(3)步驟③中測(cè)定pH值的操作為:
 

(4)某同學(xué)設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)上述工藝流程④的濾渣中Fe、Al、Si元素成分的探究實(shí)驗(yàn)如下,請(qǐng)幫助完成該實(shí)驗(yàn),并填寫表中空格:
操作步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論
①取濾渣樣少量于試管中,加足量稀HCl,攪拌,靜置. 試管中仍有固體物質(zhì) 固體為
 
②操作①后,過(guò)濾;在濾液中加入過(guò)量的
 
有紅褐色沉淀產(chǎn)生 沉淀為Fe(OH)3
③將操作②后的紅褐色沉淀濾去,在濾液中通入足量CO2
 
生成物為Al(OH)3
(5)稱取重鉻酸鉀(其式量為294)試樣2.5000g配成250mL溶液,用移液管取出25.00mL于碘量瓶中,加入10mL 2mol/L H2SO4和足量碘化鉀(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+),放置于暗處5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示劑,用0.1200mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-).
①配制溶液時(shí)所需的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外,還需
 
 

②若實(shí)驗(yàn)中共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL,則所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀的純度為(設(shè)整個(gè)過(guò)程中其他雜質(zhì)不參與反應(yīng))
 
.(保留2位小數(shù))

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