题目内容
工业上常用含少量SiO2、Al2O3的铬铁矿（FeO
Cr2O3）冶炼铬，简要流程如下：
（1）完成下列化学方程式（在横线填写物质的化学式及系数）：
2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO3
4Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2＋______________。
（2）操作①包括过滤与洗涤，在实验室中进行洗涤沉淀的操作__________________________________。操作②可选用的装置（部分夹持装置略去）是________（填序号）
（3）写出能够完成操作③的相关反应的化学方程式：_____________________。
（4）化学需氧量（COD）可度量水遭受有机物污染的程度。在强酸并加热的条件下，用K2Cr2O7做强氧化剂处理水样，并测定消耗的K2Cr2O7的量，然后换算成相当于O2的含量称为化学需氧量（以mg/L计）。化学兴趣小组测定某水样的化学需氧量（COD）过程如下：
I.取amL水样置于锥形瓶，加入10．00mL 0.2500 mol/L的K2Cr2O7溶液；
II．……。
III．加指示剂，用c mol
的硫酸亚铁铵[ （NH4）2Fe（SO4）
]滴定，终点时消耗b mL（此步骤的目的是用Fe2＋把多余的Cr2O72－转化为）Cr3＋。
①I中量取K2Cr2O7溶液的仪器是_____________；
②计算该水样的化学需氧量时需用到下列关系：要除去1molCr2O72－ 需消耗___molFe2＋，1molCr2O72－相当于_______ molO2。
（1）7NaNO2（2分）
（2）向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，待液体流下，重复操作2～3次（2分） D（2分）
（3）2C2O3
4Cr＋3O2↑或2Al＋C2O32Cr＋Al2O3（2分，其它答案合理也给分）
（4）①酸式滴定管或移液管（1分） ②6 1.5（每空1分，共2分）
解析试题分析: （1）根据反应前后元素的化合价变化可知，反应前铁元素的化合价从＋2价升高到＋3价，失去1个电子。Cr元素的化合价从＋3价升高到＋6价，失去3个电子。而O、Na、C的化合价均没有变化，所以根据电子的得失守恒可知，氮元素的化合价一定降低。由于铁元素共失去2个电子，Cr元素共失去12个电子。因此7个氮原子得到14个电子，则氮元素的化合价从＋5价降低到＋3价，所以还原产物是NaNO2。
（2）过滤后的沉淀洗涤是在过滤器中完成的，所以在实验室中进行洗涤沉淀的操作是向漏斗中加蒸馏水至浸没沉淀，待液体流下，重复操作2～3次；操作②是Cr（OH）3分解生成Cr2O3，固体加热分解在坩埚中进行。A是蒸发，B是分液，C是过滤，因此答案选D。
（3）Cr元素是高熔点金属，可以通过铝热反应或电解法冶炼，反应的方程式分别为2C2O34Cr＋3O2↑或2Al＋C2O32Cr＋Al2O3。
（4）①K2Cr2O7溶液显酸性且具有强氧化性，因此需要用酸式滴定管或移液管量取。
②K2Cr2O7在氧化还原反应中Cr元素的化合价从＋6价降低到＋3价，得到3个电子。而亚铁离子中铁元素的化合价从＋2价升高到＋3价，失去3个电子。因此根据电子得失守恒可知，去1molCr2O72－ 需消耗6molFe2＋。由于1mol氧气做氧化剂得到4mol电子，所以molCr2O72－相当于
＝1.5molO2。
考点：以工艺流程为载体考查氧化还原反应方程式的配平、计算；沉淀洗涤、液体的量取；金属Cr的冶炼
利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下：
(1)“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：①提高铁的浸出率；②________。
(2)“还原”是将Fe3＋转化为Fe2＋，同时FeS2被氧化为SO42—，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3＋的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为：准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入稀盐酸、稍过量SnCl2，再加HgCl2除去过量的SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定，有关反应的化学方程式如下：
2Fe3＋＋Sn2＋＋6Cl－=2Fe2＋＋SnCl62—
Sn2＋＋4Cl－＋2HgCl2=SnCl62—＋Hg2Cl2↓
6Fe2＋＋Cr2O72—＋14H＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
①若SnCl2不足量，则测定的Fe3＋量________(填“偏高”、“偏低”或“不变”，下同)；
②若不加HgCl2，则测定的Fe3＋量________。
(4)①可选用________(填试剂)检验滤液中含有Fe3＋。产生Fe3＋的原因是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
| 沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 | Mn(OH)2 |
| 开始沉淀 | 2.7 | 3.8 | 7.5 | 9.4 | 8.3 |
| 完全沉淀 | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 | 9.8 |
实验可选用的试剂有：稀硝酸、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体。
请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：
a．氧化：________________________________________________________；
b．沉淀：__________________________________________________________；
c．分离，洗涤；
d．烘干，研磨。
硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为SiO2约45%，Fe2O3约40%，Al2O3约10%，MgO约5%。目前我国已经在技术上取得突破——从硫酸渣中分离出各种成分并加以利用。其流程和相关数据如下：
查资料得知：
| 物质名称 | 溶度积(Ksp) | pH值 | |
| 开始沉淀 | 完全沉淀 | ||
| Mg(OH)2 | 5.6×10－12 | 9.3 | 10.8 |
| Fe(OH)3 | 2.8×10－16 | 2.7 | 3.7 |
| Al(OH)3 | 1.3×10－33 | 3.7 | 4.7 |
请回答下列问题：
（1）写出固体A的化学式为 。
（2）若要测定溶液的pH是否达到3.7，下列实验用品中可选用的是 。
A．石蕊试液 B．广泛pH试纸 C．精密pH试纸 D．pH计
（3）完成下列离子反应方程式
①溶液D生成固体E ； ②溶液F生成固体G 。
（4）要将固体C、固体E和固体G都转化为相应的稳定氧化物，需进行的实验操作为 。
（5）若不考虑溶液体积的变化，请计算溶液H中c（Mg2＋）= 。
