2024届高三化学一轮复习--工业流程题实验题(铬专题)含答案.pdf

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1、1工业流程题,实验题(铬专题)工业流程题,实验题(铬专题)1 某铬贫矿主要成分为Fe(CrO2)2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3,采用次氯酸钠法处理矿石并制备CrO3的工艺流程如图,已知“氧化浸出”时铁以最高价氧化物存在。下列说法错误的是A.“氧化浸出”时煮沸的目的是加快氧化浸出速率B.滤渣的主要成分是MgO、Fe2O3C.化合物I为NaOH,化合物II为NaHCO3D.实验室进行“混合”时,将Na2Cr2O7溶液缓慢倒入浓硫酸中,边倒边搅拌2 某铬贫矿主要成分为Fe CrO22,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3,采用次氯酸钠法处理矿石并制备CrO3的工艺流程如图,已知“氧化浸出”

2、时铁以最高价氧化物存在。下列说法错误的是A.“氧化浸出”时发生的主要反应为:2Fe CrO22+7ClO-+2OH-=4CrO2-4+2Fe3+7Cl-+H2OB.滤渣的主要成分是MgO、Fe2O3C.化合物为NaHCO3D.实验室进行“混合”时,将浓硫酸缓慢倒入Na2Cr2O7溶液中,边倒边搅拌3 室温时,实验室以含铬废液(主要离子含K+、Fe3+、Cr3+、SO2-4)制取含K2Cr2O7溶液的流程如下:已知:室温时,KspCr OH3=610-31,KspFe OH3=410-38“氧化”时Cr OH3转化为CrO2-4下列说法正确的是A.“过滤”所得滤液中c Cr3+=610-7mol

3、L-1B.“氧化”时的离子方程式为:4OH-+2Cr OH3+3H2O2=2CrO2-4+8H2OC.“酸化”时溶液pH越低,CrO2-4转化为Cr2O2-7的比例越低D.将“含K2Cr2O7溶液”蒸干可得纯净的K2Cr2O7固体4 硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾,是一种用途广泛的化学药品。实验室模拟工业上的硫氰化铵转化法制备硫氰化钾的实验装置如图所示:2024届高三化学一轮复习-工业流程题,实验题(铬专题)2已知:CS2是不溶于水,密度比水大的油状液体;NH3不溶于CS2;三颈烧瓶内盛放有CS2、水和催化剂;硫氰化钾熔点为172。回答下列问题:制备NH4SCN:反应原理:CS2+3NH3

4、催化剂水浴加热NH4SCN+NH4HS(1)实验前,检查装置气密性良好后,装入药品。装置B中的试剂是(填名称)。三颈烧瓶的下层CS2液体需浸没导气管口,目的是。(2)实验开始时,打开K1,加热装置A、D。将A中产生的气体缓缓通入D中,发生反应,该反应比较缓慢,当看到三颈烧瓶中现象时说明该反应接近完全。制备KSCN:(3)熄灭A处的酒精灯,关闭K1,移开水浴,将装置D继续加热至105,当NH4HS完全分解后NH4HS加热 H2S+NH3,打开K2,继续保持液温105,缓缓滴入适量的KOH溶液,发生反应的化学方程式为。(4)装置E可用于处理尾气,多孔球泡的作用是。已知酸性重铬酸钾溶液能将H2S氧化

5、生成浅黄色沉淀,铬元素被还原为Cr3+,写出其氧化H2S的离子方程式:。制备KSCN晶体:(5)先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂,再对滤液进行减压蒸发、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰化钾晶体。5某种电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量的金(Au),可以用于制取Na2Cr2O7溶液、金属铜和粗碲等,以实现有害废料的资源化利用,工艺流程如下:已知:煅烧时,Cu2Te发生的反应为Cu2Te+2O2高温 2CuO+TeO2。(1)为提高酸浸速率,可采用的措施可以是搅拌、加热升高温度、沉渣粉碎或。(2)煅烧时,Cr2O3发生反应的化学方程式为。(3)浸出液中除了含有TeOSO

6、4(在电解过程中不反应)外,还可能含有(写化学式)。(4)在实际的含铬废水处理中,还可采用直接沉淀的方法,处理成本较低。3已知含铬酸性废水中存在着CrO2-4和Cr2O2-7相互转化的平衡,请用离子方程式表示它们之间的转化反应。在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,则生成的沉淀为。(写化学式)。(5)测定某固体产品中Na2Cr2O7含量的方法如下:称取产品试样2.50g配成250mL溶液,用移液管取出25.00mL于锥形瓶中,加入足量稀硫酸酸化后,再加入几滴指示剂,用0.1000molL-1硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行

7、滴定,重复进行二次实验。(已知Cr2O2-7被还原为Cr3+)氧化还原滴定过程中的离子方程式为。若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL,则所得产品中Na2Cr2O7的纯度为%。已知M(Na2Cr2O7)=262gmol-1,计算结果保留三位有效数字上述实验后所得溶液中除含有Cr3+外,还含有一定浓度的Fe3+杂质,可通过加碱调pH的方法使两者转化为沉淀。如果c(Cr3+)=310-5molL-1,则当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时,Fe3+是否沉淀完全?(填“是”或“否”)。已知:KspFe(OH)3=4.010-38,KspCr(OH)3=6.010-

8、316铬作为重要的战略金属资源,广泛应用于钢铁、冶金、化工、医药以及航空航天等领域。由高碳铬铁合金废料制取氮化铬和铬单质的工艺流程如图:已知:金属Cr与Fe的化学性质非常相似请回答下列问题:(1)稀硫酸酸浸过程中,提高“浸出率”的措施有。(任写一条)(2)向滤液中通入空气,加入氨水后发生反应的离子方程式为。(3)Cr3+简化的电子排布式为,其核外有种能量状态的电子。(4)金属铬的第二电离能(ICr)和锰的第二电离能(IMn)分别为1590.6kJmol-1、1509.0kJmol-1,ICrIMn的原因是。(5)CrCl3的熔点(83)比CrF3的熔点(1100)低得多,这是因为。(6)铬的一

9、种氮化物晶体立方晶胞结构如图所示。A点分数坐标为(0,0,0),则B点分数坐标为。若晶体的密度为gcm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则Cr3+与N3-最短核间距为pm。47含铬化合物在生产生活中有着广泛的用途。利用含铬废液(主要含Cr3+、Cl-、K+、SO2-4等)可制备强氧化剂K2Cr2O7。已知:室温下Cr VI总浓度为0.20molL-1溶液中,含铬物种浓度随pH的分布如图所示。(1)写出含铬废液中24Cr3+的电子排布式。(2)混合时温度为什么不宜过高。(3)写出调节pH约为12时Cr3+氧化为Cr VI的离子方程式。(4)利用K2Cr2O7制备Cr2O3,向密闭反应釜中加入1L

10、1molL-1K2Cr2O7溶液,再加入蔗糖 C12H22O11充分反应生成Cr OH3、K2CO3和CO2。熔烧Cr OH3得到Cr2O3,理论上需要向反应釜中加入蔗糖的物质的量为mol。(5)纳米零价铁可将水体中Cr VI还原为Cr3+,再将Cr3+转化为Cr OH3(两性氢氧化物)从水体中除去。H2CrO4的Ka2=。调节溶液pH,可使Cr3+转化为Cr OH3沉淀而被除去。当pH9时,铬的去除率却降低,其原因是。8世界上铬单质及其化合物的生产呈现高速增长,故铬贫矿的利用至关重要。某铬贫矿的主要成分为Fe(CrO2)2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3,采用次氯酸钠法处理矿石并制备C

11、rO3的工艺流程如下:回答下列问题:(1)已知经“氧化浸出”后,铁元素以Fe2O3形式存在,该过程中Fe(CrO2)2参与反应的化学方程式为。(2)“滤渣”可能含有的物质有(填化学式)。(3)已知常温下Al(OH)3(s)+HO(l)Al(OH)4-(aq)+H+(aq)K=110-13.37;Al(OH)3(s)Al3+(aq)+3OH-(aq)KspAl(OH)3=110-33。经“沉铝”后所得溶液中Al(OH)4-的浓度为110-5.5molL-1此时溶液中的c(H+)=molL-1,5c(Al3+)=molL-1。(4)实验室将浓硫酸和Na2CrO7溶液“混合”时的具体实验操作为。(5

12、)以1.4kg铬贫矿为原料,按照此流程最终得到0.2kgCrO3,原料的利用率为80%,则该铬贫矿中Fe(CrO2)2的百分含量为。(6)以节能环保为原则,以化合物M为原料,设计在此工艺流程中的循环利用方案:(结合化学方程式用文字说明)。9铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示:已知:最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O2-7存在,在碱性介质中以CrO2-4存在。回答下列问题:(1)煅烧过程中,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐,其中含铬化合物主要为(填化学式)。(2)水浸渣中主要有SiO2和。

13、(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性,主要除去的杂质是。(4)“除硅磷”步骤中,使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀,该步需要控制溶液的pH9以达到最好的除杂效果,若pH9时,会导致。(5)“分离钒”步骤中,将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀,V2O5在pH1时,溶解为VO+2或VO3+在碱性条件下,溶解为VO-3或VO3-4,上述性质说明V2O5具有(填标号)。A.酸性B.碱性C.两性(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为。10.铬的化合物色彩众多,如Cr3+(紫色)、Cr OH3(灰蓝色)、Cr OH4-(绿色)等。(1)铬可形成C

14、r NO33、Na Cr OH4等盐类物质,向Cr NO33溶液中滴加NaOH溶液至过量,可观察到的主要现象是。.铬元素的+6价化合物毒性较大,不能随意排放。某化工厂以铬渣(含有Na2SO4及少量Cr2O2-7、Fe3+)为原料提取硫酸钠,同时制备金属铬的工艺流程如下:6已知:金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH如下表所示:氢氧化物FeOH3CrOH3开始沉淀的pH1.56沉淀完全的pH3.68(2)滤渣A的主要成分为。(3)根据如图信息,可知操作B包含蒸发结晶和。(4)酸化后的Cr2O2-7可被SO2-3还原,在Cr2O2-7中,Cr元素的价态为,该反应中若有0.5mol Cr2O2-7被还原为

15、Cr3+,则消耗SO2-3的物质的量为mol。(5)调pH沉铬步骤中,应调节pH的范围是(填字母)。A.1.53.6B.3.66C.68D.89E.1314(6)通过两步反应可以实现Cr OH3转化为Cr,第一步反应为2Cr OH3Cr2O3+3H2O;第二步反应利用了铝热反应原理,则该步反应的化学方程式为。(7)利用如图装置,可探究铬和铁的活泼性强弱。能证明铁比铬活泼的实验现象是11铬(Cr)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。工业上以铬铁矿(主要成分为FeCr2O4,含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的工艺流程如图所示:回答下列问题:7(1)为提高焙烧效率,可以采取的措施为。(2)亚铬酸亚

16、铁(FeCr2O4)中Cr的化合价为,“焙烧”中FeCr2O4反应的化学方程式为。(3)“酸化”中反应的离子方程式为,已知:酸化”后溶液中c Cr2O2-7=1.610-3molL-1,c CrO2-4=210-8molL-1。则该温度下该反应的平衡常数等于。(4)“沉铝”需控制pH=610的原因为。(5)以铬酸钾(K2CrO4)为原料,用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图。测定阳极液中K和Cr的含量,若K与Cr的物质的量之比(nK/nCr)为a,则此时铬酸钾的转化率为。8参考答案:1D【详解】A温度越高,反应速率变快,故“氧化浸出”时煮沸的目的是加快氧化浸出速率,A正确;BAl2O3与NaO

17、H溶液反应,则“滤渣”的主要成分为MgO、Fe2O3,B正确;C由于电解时产生氢气和氯气,故产物会产生NaOH,“沉铝”时通入过量的CO2,产生NaHCO3,C正确;D实验室进行“混合”时,将浓硫酸缓慢倒入Na2Cr2O7溶液中,边倒边搅拌,D错误;故选D。2A【分析】铬贫矿氧化浸出后得到粗Na2CrO4溶液,MgO、Fe2O3不反应,进入滤渣中,氧化铝转化为偏铝酸钠,Fe CrO22发生反应,“氧化浸出”时铁以最高价氧化物存在,故离子方程式为:2Fe CrO22+7ClO-+8OH-=4CrO2-4+Fe2O3+7Cl-+4H2O,粗Na2CrO4溶液中通入过量二氧化碳沉铝,生成氢氧化铝、碳

18、酸氢钠(化合物I)和重铬酸钠,重铬酸钠溶液中加浓硫酸混合,得到氧化铬和硫酸氢钠。【详解】A根据分析,“氧化浸出”时发生的主要反应为:2Fe CrO22+7ClO-+8OH-=4CrO2-4+Fe2O3+7Cl-+4H2O,A错误;B根据分析,滤渣的主要成分是MgO、Fe2O3,B正确;C根据分析,化合物为NaHCO3,C正确;D浓硫酸与溶液混合过程放热,实验室进行“混合”时,将浓硫酸缓慢倒入Na2Cr2O7溶液中,边倒边搅拌,D正确;故选A。3B【详解】A“过滤”所得滤液中 pH=8,则pOH=6,c OH-=110-6molL-1,c Cr3+=KspCr OH3c3OH-=610-3111

19、0-63=610-13molL-1,A错误;B已知:“氧化”时Cr OH3转化为CrO2-4;过氧化氢具有强氧化性,“氧化”时过氧化氢在碱性条件下将Cr OH3氧化为CrO2-4,离子方程式为:4OH-+2Cr OH3+3H2O2=2CrO2-4+8H2O,B正确;CCr2O2-7(橙色)+H2O2H+2CrO2-4(黄色),“酸化”时溶液 pH越低,氢离子浓度越大,平衡逆向移动,使得CrO2-4转化为Cr2O2-7的比例越高,C错误;DK2Cr2O7在高温下会分解,将“含K2Cr2O7溶液”蒸干得不到纯净的K2Cr2O7固体,D错误;故选B。4(1)碱石灰(或氢氧化钠或氧化钙)使反应物氨和二

20、硫化碳充分接触,防止发生倒吸(2)二硫化碳油层消失(3)NH4SCN+KOHKSCN+NH3+H2O(4)增大气体与溶液的接触面积,有利于尾气硫化氢和氨的充分吸收Cr2O2-7+3H2S+8H+=2Cr3+3S+7H2O(5)冷却结晶【详解】(1)装置B为干燥装置,干燥氨气,盛放碱石灰(或氢氧化钠或氧化钙);装置D中盛有CS2、水,CS2密度大于水,在下层,氨气极易溶于水,且为了使反应物氨气和二硫化碳充分接触,并防止发生倒吸,导管9口必须浸没在CS2中;(2)CS2不溶于水,与水混合会分层,根据反应CS2+3NH3催化剂水浴加热NH4SCN+NH4HS,生成物均溶于水,当接近完全反应时,二硫化

21、碳油层消失;(3)加热后NH4HS受热分解,溶液中剩下NH4SCN溶质,滴入KOH溶液,反应生成KSCN,其反应为NH4SCN+KOHKSCN+NH3+H2O;(4)装置E中多空球泡可以增大气体与溶液的接触面积,提高反应速率,有利于残留在装置中的硫化氢和氨气逸出;根据得失电子守恒及元素守恒得反应离子方程式:Cr2O2-7+3H2S+8H+=2Cr3+3S+7H2O;(5)从KSCN溶液中获取硫氰化钾晶体的操作为:在减压条件下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到硫氰化钾晶体。5(1)适当增大稀硫酸的浓度(2)2Cr2O3+3O2+4Na2CO3高温 4Na2CrO4+4CO2(3)CuS

22、O4(或CuSO4和H2SO4)(4)2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2OBaCrO4(5)Cr2O2-7+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O43.7是【详解】(1)为了提高酸浸速率,可采用的措施是适当增大稀硫酸的浓度、升高温度、搅拌等,故答案为:适当增大稀硫酸的浓度;(2)煅烧时,Cr2O3与纯碱和空气中的氧气反应生成Na2CrO4,发生反应的化学方程式为2Cr2O3+3O2+4Na2CO3高温 4Na2CrO4+4CO2,故答案为:2Cr2O3+3O2+4Na2CO3高温 4Na2CrO4+4CO2;(3)根据上述分析,电解沉积过程中析出单质铜,浸出液中除了含有TeO

23、SO4(在电解过程中不反应)外,还含有CuSO4(或CuSO4和H2SO4)等,故答案为:CuSO4(或CuSO4和H2SO4);(4)含铬酸性废水中存在着CrO2-4和Cr2O2-7相互转化的平衡,根据质量守恒和电荷守恒可知,反应为2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O,故答案为:2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O;加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,氢离子和氢氧根离子生成水,导致2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O正向移动,这样有利于沉淀的生成,则生成的沉淀为BaCrO4沉淀,故答案为:BaCrO4;(5)氧化还原滴定过程亚铁离子被氧化为铁离子,C

24、r2O2-7被还原为Cr3+,根据电子守恒、电荷守恒,氧化还原滴定过程中的离子方程式为Cr2O2-7+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O,故答案为:Cr2O2-7+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O;若三次实验消耗标准液的平均体积为25.00mL,由方程式可知,所得产品中Na2Cr2O7的物质的量为0.1mol/L0.025L16250mL25.00mL=2510-36mol,则纯度为2510-36mol262g/mol2.50g100%43.7%,故答案为:43.7;c(Cr3+)=310-5molL-1,则当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时,c3(Cr3+)=

25、KspCr OH3c Cr3+mol3/L3=2.010-26mol3/L3,此时溶液中c(Fe3+)=4.010-382.010-26mol/L=2.010-12mol/L Mn。ICrIMn的原因是:铬的第二电离能是失去半充满3d5上的电子,锰的第二电离能是失去4s1上的电子,3d能级变为半充满状态;(5)CrCl3是分子晶体,CrF3是离子晶体,离子晶体的熔点大于分子晶体的熔点。(6)从该晶胞图示可知,A点分数坐标为(0,0,0),结合B点在x、y、z三个坐标轴上的投影,则B点分数坐标为12,1,1;每个晶胞中含有4个N3-,4个Cr3+,=466a310-30NA;a=333NA 21

26、010;则Cr3+与N3-最短核间距为12a=333NA 1010。7(1)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3(2)温度过高,过氧化氢易分解(3)2Cr3+3H2O2+10OH-=2CrO2-4+8H2O(4)0.125(5)10-6.5Cr OH3为两性氢氧化物,当碱性增强后生成的Cr OH3沉淀又溶解【详解】(1)Cr的原子序数为24,核外电子排布式为Ar3d54s1,失去3个电子形成Cr3+后电子排布式变为1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3;(2)“混合”时,过氧化氢受热易分解,所以温度不宜过高;(3)含铬废水先与H2O2混合,再加入KOH调节约 pH为12时

27、Cr3+被氧化为Cr(VI),结合题目信息“pH6.5时Cr(VI)主要以CrO2-4形式存在”可知,该反应Cr3+从+3价变成CrO2-4中的+6价,则H2O2降价变成H2O,按照电子守恒与质量守恒配平,写出离子反应方程式2Cr3+3H2O2+10OH-=2CrO2-4+8H2O;(4)向密闭反应釜中加入1L 1molL-1K2Cr2O7溶液,再加入蔗糖(C12H22O11)充分反应生成Cr OH3、K2CO3和CO2。K2Cr2O7得到23e-Cr2O3可知得到电子总数为1L1mol/L6=6mol;利用氧化还原反应中得失电子守恒,结合C12H22O11失去124e-12CO2/CO2-3

28、,计算得C12H22O11得物质的量为6mol124=0.125mol;(5)根据曲线图可知Ka2(H2CrO4)=c(H+)c(CrO2-4)c(HCrO-4)=10-6.5;Cr OH3为两性氢氧化物,当碱性增强后生成的Cr OH3沉淀又溶解,所以 pH9时,铬的去除率却降低。118(1)2Fe(CrO2)2+7NaClO+8NaOH4Na2CrO4+Fe2O3+7NaCl+4H2O(2)Fe2O3、MgO(3)110-7.87(或10-7.87)110-14.61(或 10-14.61)(4)向Na2Cr2O7溶液中边搅拌边缓慢加入浓硫酸(5)20%(6)化合物M为NaHCO3固体,可受

29、热分解生成CO2:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2,制得的CO2用于“沉铝”中【详解】(1)“氧化浸出”时,Fe CrO22参与反应的化学方程式为2Fe CrO22+8NaOH+7NaClO=4Na2CrO4+Fe2O3+7NaCl+4H2O。(2)结合上述分析可知,经“氧化浸出”后铝元素以 形式存在,滤渣中含有Fe2O3、MgO。(3)由Al(OH)3s+H2O 1 Al(OH)4-aq+H+aqK=10-13.37可知,K=10-13.37=10-5.5c H+,得c H+=10-13.37+5.5molL-1=10-7.87molL-1;结合Kw=10-14,c OH-=10-

30、14+7.87molL-1=10-6.13molL-1,又因为Al(OH)3sAl3+aq+3OH-aqKspAl(OH)3=10-33,所以c Al3+=10-33+6.133molL-1=10-14.61molL-1。(4)将浓硫酸和Na2Cr2O7溶液“混合”时的具体实验操作为向Na2Cr2O7溶液中边搅拌边缓慢加入浓硫酸(并时刻关注温度上升速度,防止液体飞溅)。(5)设该铬贫矿中铬的百分含量以Fe CrO22计为x%,根据铬守恒列关系式:Fe CrO222CrO3,得到1400g80%x%224gmol-12=200g100gmol-1,解得x=20。(6)化合物为NaHCO3,可受热

31、分解:2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O,制得的CO2可用于“沉铝”中。9(1)Na2CrO4(2)Fe2O3(3)Al(OH)3(4)磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀,同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理会导镁离子生成氢氧化镁沉淀,不能形成MgSiO3沉淀,导致产品中混有杂质,同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀(5)C(6)2Cr2O2-7+3S2O2-5+10H+=4Cr3+6SO2-4+5H2O【详解】(1)由分析可知,煅烧过程中,铬元素转化为铬酸钠,故答案为:Na2CrO4;(2)由分析可知,水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁,故答

32、案为:Fe2O3;(3)由分析可知,沉淀步骤调 pH到弱碱性的目的是将Al元素转化为氢氧化铝沉淀,故答案为:Al(OH)3;(4)由分析可知,加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为 MgSiO3和MgNH4PO4沉淀,若溶液 pH9时,会导镁离子生成氢氧化镁沉淀,不能形成MgSiO3沉淀,导致产品中混有杂质,同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀,故答案为:磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4,同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理;会导镁离子生成氢氧化镁沉淀,不能形成MgSiO3沉淀,导致产品中混有杂质,同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4P

33、O4无法完全沉淀;(5)由题给信息可知,五氧化二钒水能与酸溶液反应生成盐和水,也能与碱溶液发生生成盐和水的两性氧化物,故选C;(6)由题意可知,还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子,反应的离子方程式为2Cr2O2-7+3S2O2-5+10H+=4Cr3+6SO2-4+5H2O,故答案为:2Cr2O2-7+3S2O2-5+10H+=4Cr3+6SO2-4+5H212O。10(1)开始有灰蓝色沉淀生成,后沉淀溶解,溶液由紫色变成无色,最终变成绿色(2)Fe(OH)3(3)趁热过滤(4)+61.5(5)D(6)Cr2O3+2Al高温 Al2O3+2Cr(7)Cr电极上产生气泡,溶

34、液颜色变为浅绿色(合理即可)【详解】(1)由格形成Cr(NO3)3、NaCrO2两类盐及铝元素的性质类推,Cr(OH)3是两性化合物,故相应的现象是开始有灰蓝色沉淀生成,后沉淀溶解,溶液由紫色变成无色,最终变成绿色。(2)铬渣加水溶解,用氢氧化钠溶液调节 pH约为3.6并微热,生成氢氧化铁沉淀以除去Fe3+,滤渣A的主要成分为Fe(OH)3。(3)根据图乙信息,Na2SO4的溶解度随温度升高而降低,Na2Cr2O7的溶解度随温度升高而增大,可知操作B包含蒸发结晶和趁热过滤。(4)酸化后的Cr2O2-7可被SO2-3还原,在Cr2O2-7,Cr元素为+6价,该反应中若有0.5mol Cr2O2-

35、7被还原为Cr3+,得到3mol电子,根据得失电子守恒,消耗SO2-3的物质的量为3mol2=1.5mol。(5)pH=8时,Cr2+完全转化为Cr(OH)3沉淀,为保证Cr3+沉淀完全,pH的范围应是89,选D。(6)通过两步反应可以实现Cr(OH)3转化为Cr,第一步反应为2Cr OH3Cr2O3+3H2O,第二步反应利用了铝热反应原理,氧化铬和铝发生铝热反应生成金属铬和氧化铝。反应的化学方程式为 Cr2O3+2Al高温 Al2O3+2Cr。(7)铁、铬、稀硫酸构成原电池,铁比铬活泼,所以铁作负极、铬作正极,负极Fe失电子生成亚铁离子,正极氢离子得电子生成氢气,则Cr电极上产生气泡,溶液颜

36、色变为浅绿色。11(1)将矿石粉碎或增大空气的量或逆流焙烧等(任选一条)(2)+34 FeCr2O4+7O2+8Na2CO3高温 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2(3)2 CrO2-4+2H+=Cr2O2-7+H2O41014(4)pH高于10时,偏铝酸根不能完全转化为氢氧化铝,pH低于6时,氢氧化铝会继续溶解转化为铝离子,故需控制pH在610的范围,让偏铝酸根中铝以氢氧化铝形成存在而过滤除去(5)2-a【详解】(1)为提高焙烧效率,可以采取的措施为将矿石粉碎或增大空气的量或逆流焙烧等;(2)根据正负化合价代数和为零可推知亚铬酸亚铁(FeCr2O4)中Cr的化合价为+3价;由分析可知,

37、铬铁矿中加入碳酸钠在空气中焙烧时,FeCr2O4转化为氧化铁和铬酸钠,反应的化学方程式为4 FeCr2O4+7O2+8Na2CO3高温 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2;(3)由分析可知,酸化时发生的反应为铬酸钠溶液与稀硫酸反应生成重铬酸钠和硫酸钠,反应的离子方程式为2 CrO2-4+2H+=Cr2O2-7+H2O;由题给数据可知,反应的平衡常数K=1.610-3(210-8)20.12=41014,故答案为:2 CrO2-4+2H+=Cr2O2-7+H2O;41014;(4)由分析可知,沉铝时发生的反应为偏铝酸钠与稀硫酸反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钠,pH高于10时,13偏铝酸根不能完全转化为氢氧化铝,pH低于6时,氢氧化铝会继续溶解转化为铝离子,故需控制 pH在610的范围,让偏铝酸根中铝以氢氧化铝形成存在而过滤除去;(5)起始时n Kn Cr=a,设K2CrO4为1mol,反应过程中有xmol K2CrO4转化为K2Cr2O7,则阳极区剩余的K2CrO4为(1-x)mol,对应的n(K)=2(1-x)mol,n(Cr)=(1-x)mol,生成的K2Cr2O7为x2mol,对应的n(K)=xmol,n(Cr)=xmol,则n Kn Cr=2(1-x)+x(1-x)+x=a,解得x=2-a,则转化率为2-a。

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