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【化学–选修2:化学与技术】(15分)
重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O),是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备红矾钠的流程如下:

(1)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成                          
(2)煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4,反应化学方程式如下:4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 = 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是                            。(写一种即可)
(3)已知CrO42在不同的酸性溶液中有不同的反应,如:
2CrO42+2H+= Cr2O72+H2O;     3CrO42+4H+= Cr3O102+2H2O
① 往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是                                    
② 混合溶液乙中溶质的化学式是                 
(4)在含Cr2O72废水中存在着平衡:Cr2O72+H2O2CrO42+2H+,请写出该平衡的平衡常数表达式K=       ,若继续加水稀释,平衡将    移动(填“正向”、“逆向”“不”)。
(5)请配平碱性溶液还原法中发生的离子反应:
□Cr2O72+□S2+□H2O ——□Cr(OH)3+□S2O32+□OH

(15分)(1)FeO·Cr2O3(2分)
(2)粉碎矿石、升高温度(2分)
(3)① 少量不能除尽Na2CO3等杂质,过量会生成Na2Cr3O10等副产物。(2分)
② Na2Cr2O7和Na2SO4(2分)
(4)c(CrO42)2c(H+)2/c(Cr2O72) (2分)   正向(2分)
(5) 4  6  19  8  3  14 (3分)

解析试题分析:(1)根据元素的化合价,把盐写成氧化物的形式,中间用·连接,Fe(CrO2)2中Fe为+2价,对应氧化物为FeO,Cr为+3价,对应氧化物为Cr2O3,所以Fe(CrO2)2的氧化物形式为FeO·Cr2O3
(2)考虑综合效益,加快反应速率,可以升高温度或把矿石粉碎;
(3)① 加硫酸的目的是除去杂质碳酸钠,少量不能除尽Na2CO3等杂质,过量会生成Na2Cr3O10等副产物,所以加入硫酸必须适量;
②因为最终得到的晶体是Na2Cr2O7·2H2O,所以混合溶液乙中的溶质是Na2Cr2O7及Na2SO4
(4)根据化学平衡常数的表达式,Cr2O72+H2O2CrO42+2H+平衡常数K=c(CrO42)2c(H+)2/c(Cr2O72) ;加水稀释,反应物、生成物的浓度均减小,但生成物的浓度幂之积减小的更多,平衡正向移动;
(5)根据得失电子守恒法配平方程式,Cr2O72中Cr为+6价,产物Cr(OH)3中Cr为+3价;反应物中S元素的化合价为-2价,产物中S元素的化合价为+2价,Cr2O72中Cr整体降6价,S整体升高8价,6、8的最小公倍数是24,所以6×4,Cr2O72前的系数是4,Cr(OH)3前的系数是8;8×3,所以S2O32前的系数是3,S2前的系数是6,根据电荷守恒配平OH的系数是14,观察法配平H2O的系数是19,所以答案是 4  6  19  8  3  14 。
考点:考查化学式的改写,操作的判断,物质的判断,平衡的移动,离子方程式的配平

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离子
 
离子半径(pm)
 
开始沉淀
时的pH
 
完全沉淀
时的pH
 
Fe2
 
74
 
7.6
 
9.7
 
Fe3
 
64
 
2.7
 
3.7
 
Al3
 
50
 
3.8
 
4.7
 
Mn2
 
80
 
8.3
 
9.8
 
Pb2
 
121
 
8.0
 
8.8
 
Ca2
 
99
 

 

 
 

请回答下列问题:
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(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是       (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用       方法。

 
TiCl4
SiCl4
熔点/℃
-25.0
-68.8
沸点/℃
136.4
57.6
 

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