题目内容

8．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+2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FeO•Cr2O3．
（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，可采取的措施是粉碎矿石，升高温度．
（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少量不能除尽Na2CO3等杂质，过量会生成Na2Cr3O10等副产物．
②混合溶液乙中溶质的化学式是Na2Cr2O7和Na2SO4．
（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Cr2O72-必须除去．工业上可用电解法来处理含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-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2H++2e-=H2↑，
b电极附近反应的离子方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．

分析 工业制备红矾钠的流程：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，
加入适量的硫酸，发生了反应2Na2CrO4+H2SO4?Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O，生成了Na2Cr2O7和Na2SO4，乙中溶质的化学式Na2Cr2O7和Na2SO4，结晶得到红矾钠（Na2Cr2O7•2H2O）．
（1）根据正负总化合价之和相等进行分析；
（2）类比Na2SiO3可写成Na2O•SiO2完成Fe（CrO2）2的氧化物的形式；
（3）根据影响化学反应速率的因素分析；
（4）①固体图示及题中信息可知，少量不能除尽Na2CO3等杂质，过量会生成Na2Cr3O10等副产物；
②发生了反应2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，生成了Na2Cr2O7和Na2SO4；
（5）a连接电源负极，所以a为阴极；b连接电源正极，所以b为电解槽的阳极；阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应．

解答 解：（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3CrO42-+4H+=Cr3O102-+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2CrO42-+2H+=Cr2O72-+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Cr2O72-氧化成铁离子，反应的方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，
故答案为：2H++2e-=H2↑，Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．

点评 本题考查了重铬酸钠的制取原理及除杂方法，涉及了电极知识的应用，充分考查了学生的分析、理解等综合能力，注意合理分析题中信息，本题难度中等．

练习册系列答案
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18．下列说法不正确的是（　　）
A．标准状况下，1molNa2O2和22.4LCO2反应，转移电子数为1mol
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C．将Na2O2投入到FeSO4溶液中，可生成红褐色沉淀
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19．生活中一次性物品的使用会大大增加生态压力，一次性纸巾使用后应投入贴有（　　）  标志的垃圾桶内．
A．B．C．
16．氯化铝的物理性质非常特殊，如：氯化铝的熔点为190℃（2.02×103 Pa），但在180℃就开始升华，据此判断，氯化铝是共价化合物（填“共价化合物”或“离子化合物”），可以证明你的判断正确的实验依据是氯化铝在熔融状态下不能导电．
3．14C常用于测定动植物标本的年龄．关于14C原子的说法正确的是（　　）
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13．下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是（　　）
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20．间接碘量法测定胆矾中铜含量的原理如下：在弱酸性条件下，胆矾中Cu2+与I-作用定量析出I2，I2溶于过量的KI溶液中：I2+I-→I3-，再用c mol/L Na2S2O3标准溶液滴定：2S2O32-+I3-→S4O62-+3I-．（已知氧化性：Fe3+＞Cu2+＞I2＞FeF63-）准确称取a g胆矾试样（含有少量Fe3+杂质），置于250mL碘量瓶（带磨口塞的锥形瓶）中，加50mL蒸馏水、5mL 3mol/L H2SO4溶液，加少量NaF，再加入足量的10% KI溶液，摇匀．盖上碘量瓶瓶盖，置于暗处5min，充分反应后，加入指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定，共用去VmL标准液．
（1）硫酸铜溶液与碘化钾溶液反应生成白色沉淀（碘化亚铜）并析出碘，该反应的离子方程式为：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2．
（2）Cu2+与I-的反应，若酸度太高，则反应速率很慢，但酸度太低也不行．本实验中加入少量硫酸的作用是提供酸性条件，抑制Cu2+的水解．
（3）实验中，在加KI前需加入少量NaF，推测其作用可能是掩蔽Fe3+，防止造成偏大的误差．
（4）本实验中用碘量瓶而不用普通锥形瓶以免反应过程中有空气进入，是因为加盖磨口塞可防止空气进入锥形瓶氧化I-，影响I2的量的测定，若用普通锥形瓶进行该实验，则测定结果偏低（选填“偏高”、“偏低”、“不受影响”）．
（5）滴定实验中所用的指示剂为淀粉溶液，判定滴定终点的现象是当加入最后一滴Na2S2O3标准溶液时，锥形瓶中溶液恰好由蓝色转变为无色且半分钟不变化．根据本次实验结果，该胆矾试样中铜元素的质量分数ω（Cu）=$\frac{64cV}{10a}$%．
17．下列说法正确的是（　　）
A．增大反应物浓度，可增大活化分子百分数，从而使有效碰撞次数增多
B．有气体参加的化学反应，若增大压强（即缩小反应容器的体积），可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大
C．升高温度能使反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子浓度
D．使用正催化剂能增大活化分子百分数，从而显著地增大化学反应速率
18．下列说法不正确的是（　　）
A．磷酸的摩尔质量与阿伏加德罗常数（NA）个磷酸分子的质量在数值上相等
B．常温常压下，0.5NA个CO分子所占体积是11.2L
C．1molNH4+中含有的电子数为10NA
D．1L0.3mol/L的Na2SO4溶液中，含有Na+和 SO42-总数为0.9 NA

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