题目内容

【题目】工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3+)生产重铬酸钾 (K2Cr2O7),其工艺流程及相关物质溶解度曲线如下图所示。

(1)Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是_____________________

(2)通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是________________________________

(3)固体A的主要成分为__________填化学式),用热水洗涤固体A,回收的洗涤液转移到母液___________(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)既能提高产率又可使能耗降低。固体B的主要成分为___________________填化学式)。

(4)测定产品中K2Cr2O7含量的方法如下称取产品试样2.500 g 配成250 mL溶液用移液管取出25.00 mL于碘量瓶中,加入10 mL 2 mol·L-l H2SO4溶液和足量KI溶液(铬的还原产物为Cr3+),放置于暗处5 min,然后加入100 mL蒸馏水、3 mL 淀粉指示剂0.1200 mol·L-l Na2S2O3标准溶液滴定(已知I2+ 2S2O32-=2I-+S4O62-)。

酸性溶液中KI K2Cr2O7反应的离子方程式为_____________________________

若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00 mL,则所得产品中重铬酸钾的纯度为__________%( 保留2 位小数设整个过程中其他杂质不参与反应)。进一步提纯产品的方法是___________________

(5)+6Cr的毒性很高工业上用电解法来处理含Cr2O72-的废水。下图为电解装置示意图电极材料分别为铁和石墨。通电后,Cr2O72-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。

在以上处理过程中,Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+的离子方程式为________________________

②a电极的电极反应式是是____________________电解一段时间后在阴极区有Fe(OH)3Gr(OH)3沉淀生成若电解后的溶液中c(Cr3+)3×10-5mol·L-1则溶液中c(Fe3+)____________ mol·L-1已知:Ksp=[Fe(OH)3]=4.0×10-38,K[Cr(OH)3]=6.0×10-31

【答案】 除去Fe3+ 低温下K2Cr2O7的溶解度远小于其他组分,且随温度的降低,K2Cr2O7的溶解度明显减小 NaCl K2Cr2O7 Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O 94.08 重结晶 Cr2O72-+6Fe2++ 14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 2H++2e-=H2 2×10-12

【解析】考查化学工艺流程,(1)根据题目信息,母液中含有少量的Fe3+,加碱液的目的是除去Fe3+;(2)根据温度与溶解度的关系,K2Cr2O7的溶解度受温度的影响较大,低温时K2Cr2O7的溶解度远小于其他组分,且温度降低,K2Cr2O7的溶解度受温度的影响较大;(3)母液I中加入KCl,发生Na2Cr2O7+KCl=K2Cr2O7+NaCl,采用冷却降温得到K2Cr2O7固体,即母液II中含有大量的NaCl,因此蒸发浓缩得到的固体是NaCl;冷却结晶中有大量的K2Cr2O7析出,但溶液中含有少量的K2Cr2O7,蒸发浓缩时,NaCl表面附着一部分K2Cr2O7,为了提高产率又可使能耗降低,因此需要把洗涤液转移到母液II中,达到类似富集的目的;因此固体B的主要成分是K2Cr2O7;(4)①根据操作,得出K2Cr2O7作氧化剂,本身被还原成Cr3+,I被氧化成I2,因此有Cr2O72-+I→Cr3++I2,然后采用化合价升降法、原子守恒配平即可,离子方程式为Cr2O72-+6I+14H=2Cr3++3I2+7H2O;②根据离子方程式,得出关系式为Cr2O72-~3I2~6S2O32-,则求出样品中K2Cr2O7的质量为=2.352g,纯度为2.352/2.500×100%=94.08%;进一步提纯需要重新溶解,冷却结晶,此方法叫重结晶;(5)①b电极为阳极,应是失去电子,化合价应升高,而Cr2O72-Cr的化合价降低,因此b电极为铁,此电极反应式为Fe-2e=Fe2+,然后利用Cr2O72-的氧化性,与Fe2+发生反应,离子反应方程方式为Cr2O72-+6Fe2++ 14H=2Cr3++6Fe3++7H2O;②根据①的分析,a电极为阴极,电极反应式为2H+2e=H2↑;Cr3+Fe3+共存在同一溶液中,因此有,解得c(Fe3+)=2.0×10-12mol·L-1

点睛:氧化还原反应方程式的书写是学生的一个难点,学生往往找不出反应物或生成物,或者溶液的环境选错,这是对题的理解上不透彻,如本题的(5)①根据信息,Cr2O72-b极附近转变为Cr3+,b极为阳极,阳极上失去电子化合价升高,而现在Cr的化合价降低,因此只能说明b极的材料是Fe,Fe-2e=Fe2+,然后还原Cr2O7,因此有Cr2O72-+Fe2+→Fe3++Cr3+,根据化合价升降法进行配平,即Cr2O72-+6Fe2+→2Cr3++6Fe3+,Fe2+、Fe3+、Cr3+不与OH大量共存,因此溶液显酸性,根据反应前后所带电荷数守恒、原子守恒进行配平即可。

型】
束】
10

【题目】“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题为了减少空气中的温室气体并且充分利用二氧化碳资源,科学家们设想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。

(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2相关热化学方程式如下

6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ΔH=-76.0 kJ·mol-1

①上述反应中每生成1 mol Fe3O4,转移电子的物质的量为_______mol。

②已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol-1,则反应:3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________

(2)用氨水捕集烟气中的CO2生成铵盐是减少CO2排放的可行措施之一。

①分别用不同pH的吸收剂吸收烟气中的CO2,CO2脱除效率与吸收剂的pH关系如图所示,若烟气中CO2的含量(体积分数)为12%,烟气通入氨水的流量为0.052 m3·h-1(标准状况),用pH12.81的氨水吸收烟气30min,脱除的CO2的物质的量最多为____________(精确到0.01)。

通常情况下温度升高,CO2脱除效率提高,但高于40℃时,脱除CO2效率降低的主要原因是______________

(3)一定条件下,Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”从而变废为宝其反应机理如图所示。

该反应的化学方程式为______________________反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是_________________

向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2H2300℃时发生上述反应达到平衡时各物质的浓度分别为CO2:0.2 mol·L-1、H2:0.8 mol·L-1、CH4:0.8 mol·L-1、H2O:1.6 mol·L-1,CO2的平衡转化率为_________________;300℃时上述反应的平衡常数K=___________________

已知该反应正反应放热,现有两个相同的恒容绝热(与外界无热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ,中充入1molCO24molH2中充入1molCH42molH2O(g),300℃下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是___________________(填字母)。

A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

B.容器Ⅰ、ⅡCH4的物质的量分数相同

C.容器CO2的物质的量比容器中的多

D.容器CO2的转化率与容器CH4的转化率之和小于1

【答案】 2 +18.7kJ·mol-1 0.13mol 碳酸氢铵受热分解生成二氧化碳,氨水受热挥发 CO2+4H2CH4+2H2O MgOCH2 80% 25 CD

【解析】(1)考查得失电子的计算、热化学反应方程式的计算,①根据反应方程式,只有CO2C的化合价降低,生成1molFe3O4时消耗0.5molCO2即转移电子物质的量为0.5×4mol=2mol;②6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ①,C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ②,(①+②)/2,得出△H=(-76.0+113.4)/2kJ·mol-1=+18.7kJ·mol-1;(2)考查化学计算、化学反应控制条件,①pH=12.81,此时的CO2脱除效率为91.6%,脱除CO2的物质的量最多为mol=0.13mol;②氨水受热易挥发,温度过高,造成氨水挥发,吸收CO2的量减少,CO2NH3反应后生成NH4HCO3,NH4HCO3受热分解,造成CO2脱除效率降低;(3)考查化学平衡的计算、勒夏特列原理,①根据反应机理,整个过程中加入物质是CO2H2,生成的是CH4H2O,因此反应方程式为CO2+4H2CH4+2H2O;Mg为+2价,H为+1价,O为-2价,因此表现-2价的中间体为MgOCH2;② CO2+4H2CH4+2H2O

平衡: 0.2 0.8 0.8 1.6

变化:0.8 3.2 0.8 1.6

起始:1 4 0 0,CO2的转化率为0.8/1×100%=80%;根据平衡常数的定义,K==25;③A、正反应是放热反应,反应I是向正反应方向进行,温度升高,化学速率快,反应II是向逆反应方向进行,向吸热反应方向进行温度降低,化学反应速率变缓,故A错误;B、反应I向正反应方向进行,温度升高,容器为恒容绝热,对向正反应方向进行起到抑制,因此两个容器中CH4的质量分数不同,故B错误;C、根据B选项分析,故C正确;D、如果容器是恒温恒容,则CO2的转化率与反应IICH4的转化率之和为1,因为是恒容绝热容器,转化率都要降低,因此两者转化率的和小于1,故D正确。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网