Question

【题目】元素铬(Cr)在自然界主要以+3价和+6价存在。请回答下列问题：

（1）+6价的Cr能引起细胞的突变而对人体不利，可用 Na2SO3 将Cr2O72— 还原为Cr3+。该反应的离子反应方程式为___________________________________。

（2）利用铬铁矿(FeOCr2O3)冶炼制取金属铬的工艺流程如图所示：

①为加快焙烧速率和提高原料的利用率，可采取的措施之一是___________。

②“水浸”要获得浸出液的操作是______。浸出液的主要成分为Na2CrO4，向“滤液”中加入酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成，则 “还原”操作中发生反应的离子方程式为____。

③加热Cr(OH)3可得到Cr2O3，从工业成本角度考虑，用Cr2O3制取金属Cr的冶炼方法是____。

（3）用石墨电极电解铬酸钠(Na2CrO4)溶液，可制重铬酸钠(Na2Cr2O7)，实验装置如图所示(已知：2Cr+2H+Cr2+H2O)。

①电极b连接电源的______极(填“正”或“负”) , b 极发生的电极反应式为______。 ②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol，则理论上生成重铬酸钠的物质的量是 __________mol。

Answer 1

【答案】3SO32+Cr2O72+8H+=2Cr3++3SO42+4H2O 洛铁矿粉碎等 过滤 8CrO42+3S2+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42+16OH CO高温还原Cr2O3(或热还原法) 正 2H2O4e=O2↑+4H+

【解析】

（1）Na2SO3将Cr2O72-还原为Cr3+，则SO32-被氧化为SO42-，结合电荷守恒和质量守恒可得；
（2）根据流程：铬铁矿(FeOCr2O3)加入纯碱、通入空气焙烧，得到Na2CrO4，过滤，滤液含有Na2CrO4，加入Na2S还原得到Cr(OH)3，反应为：8CrO42-+3S2-+20H2O=8Cr（OH）3↓+3SO42-+16OH-，加热Cr(OH)3可得到Cr2O3，再用还原剂还原得到Cr，据此分析作答；

（3）①b极得到Na2Cr2O7，则b有反应2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，故b的电极反应为水放电生成氧气和氢离子，据此可得；

②根据电荷守恒计算。

(1)Na2SO3将Cr2O72还原为Cr3+，则SO32被氧化为SO42，离子反应为：3SO32+Cr2O72+8H+=2Cr3++3SO42+4H2O，故答案为：3SO32+Cr2O72+8H+=2Cr3++3SO42+4H2O；

(2)①将洛铁矿粉碎等可以加快焙烧速率和提高原料的利用率，故答案为：将洛铁矿粉碎等；

②根据流程，水浸得到浸渣和浸取液，分离固液的操作是过滤；浸出液的主要成分为Na2CrO4，加入Na2S还原得到Cr(OH)3，向“滤液”中加入酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成，则有SO42，故反应为：8CrO42+3S2+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42+16OH，故答案为：过滤；8CrO42+3S2+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42+16OH；

③加热Cr(OH)3可得到Cr2O3，从工业成本角度考虑，用Cr2O3制取金属Cr的冶炼方法是用CO高温还原Cr2O3(或热还原法)，故答案为：CO高温还原Cr2O3(或热还原法)；

(3)①b极得到Na2Cr2O7，则b有反应2CrO42+2H+Cr2O72+H2O，故b的电极反应为水放电生成氧气和氢离子，反应为：2H2O4e=O2↑+4H+，故b极为阳极，连接电源正极，故答案为：正；2H2O4e=O2↑+4H+；

②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na+物质的量由amol变为bmol，则溶液中移动的电荷为(ab)mol，所以外电路中转移的电子为(ab)mol，阳极的电极反应为：2H2O4e=O2↑+4H+，则阳极生成的氢离子为(ab)mol，已知：2CrO42+2H+Cr2O72+H2O，则则理论上生成重铬酸钠的物质的量是mol，故答案为：。