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【题目】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)铁元素在周期表中的位置___________,钠的原子结构示意图_____________。
(2)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__________。
(3)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)
(4)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______________________________________________。
(5)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-
【答案】 第四周期第VIII族 FeO·Cr2O3 粉碎矿石、升高温度 少量不能除尽Na2CO3等杂质,过量会生成Na2Cr3O10等副产物 Na2Cr2O7和Na2SO4 4 6 19 8 3 14
【解析】铬铁矿加入纯碱,通入空气煅烧,经浸取后得到Na2CrO4、Na2CO3,加入适量硫酸,得到混合溶液乙含有Na2Cr2O7和Na2SO4,然后结晶可得到Na2Cr2O7晶体,则
(1)铁元素的原子序数是26,在周期表中的位置是第四周期第VIII族,钠的原子结构示意图为;(2)Fe(CrO2)2中铁元素化合价是+2价,氧化物为FeO,铬元素化合价+3价,氧化物为Cr2O3,所以Fe(CrO2)2写成氧化物形式为FeO·Cr2O3;(3)增大反应物接触面积可以加快反应速率,升高温度可以大大加快反应速率,所以为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是粉碎矿石、升高温度;(4)①由于少量难以除尽碳酸钠,过量会发生反应3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O,生成了Na2Cr3O10等副产物,所以必须加入适量硫酸;②由于发生了反应2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O,生成了Na2Cr2O7和Na2SO4,所以乙中溶质的化学式为Na2Cr2O7和Na2SO4;(5)CrO42-→Cr3+,1mol CrO42-获得电子物质的量为1mol×2×(6-3)=6mol,S2-→S2O32-,2molS2-失去电子物质的量为2mol×[2-(-2)]=8mol,根据电子转移守恒,最小公倍数为24,所以发生的离子反应为4Cr2O72-+6S2-+19H2O=8Cr(OH)3↓+3S2O32-+14OH-。