Question

重铬酸钠俗称红矾钠（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）是重要的化工产品和强氧化剂．工业制备的流程如下：

请回答：
（1）已知Fe（CrO₂）₂中铬元素是+3价，则Fe（CrO₂）₂中铁元素是______价．
（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+8Na₂CO₄+8CO₂
为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是______．
（4）已知CrO₄^2-在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：
2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O；
3CrO₄^2-+4H⁺=Cr₃O₁₀^2-+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）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌，所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr₂O₇^2-必须除去．
工业上可用电解法来处理含Cr₂O₇^2-的废水，如图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）．通电后，Cr₂O₇^2-在b极附近转变为Cr³⁺，一段时间后Cr³⁺最终可在a极附近变成Cr（OH）₃沉淀而被除去．
a电极的电极反应式是______，b电极附近反应的离子方程式是______．

Answer 1

（1）Fe（CrO₂）₂中，氧元素的化合价是-2价，总的负价是-8价，铬元素的化合价是+3价，2个铬原子化合价是+6价，所以铁元素化合价是+2价，
故答案为：+2
（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，
故答案为：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，
故答案为：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3CrO₄^2-+4H⁺=Cr₃O₁₀^2-+2H₂O，生成了Na₂Cr₃O₁₀等副产物，所以必须加入适量硫酸，
故答案为：少量不能除尽Na₂CO₃等杂质，过量会生成Na₂Cr₃O₁₀等副产物；
②由于发生了反应2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，生成了Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，所以乙中溶质的化学式Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，
故答案为：Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；
（5）根据电解槽图示可知，a为阴极，溶液显示酸性，溶液中氢离子得到电子，发生还原反应，电极反应为：2H⁺+2e^-=H₂↑，
b为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，亚铁离子被Cr₂O₇^2-氧化成铁离子，反应的方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：2H⁺+2e^-=H₂↑，Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．