铬是极硬的银白色金属.主要用于冶炼各种合金钢和电镀．已知铬在自然界最重要的矿物是铬铁矿[Fe(CrO2)2或FeO．Cr2O3].工业上制备较纯的金属铬的方法常用铝热法.其中一种简要流程．(1)如果在实验室模拟操作①.应包括过滤和洗涤．实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀.待水自然流尽后重复2-3次．(2)完成流程图中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．

铬是极硬的银白色金属，主要用于冶炼各种合金钢和电镀．已知铬在自然界最重要的矿物是铬铁矿[Fe（CrO₂）₂或FeO．Cr₂O₃]，工业上制备较纯的金属铬的方法常用铝热法，其中一种简要流程．

（1）如果在实验室模拟操作①，应包括过滤和洗涤．实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀，待水自然流尽后重复2-3次．
（2）完成流程图中铬铁矿焙烧时的化学反应方程式4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+8CO₂+2Fe₂0₃．
（3）重铬酸钾为橙红色晶体，广泛用于鞣革、电镀、有机合成等领域．鞣革过程中，生皮中蛋白质发生了变性而变得经久耐用．工业科用电解法来处理含Cr₂O₇^2-废水，实验室利用如图装置模拟该法．电解过程中溶液里发生反应：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．若某一时间段内溶液中减少了0.1molCr₂O₇^2-，则这段时间电路中至少转移了0.12mol电子
（4）已知：
①25℃时Na₂CrO₄溶液中仅存在两种含铬离子（CrO₄^2-、Cr₂O₇^2-），在溶液中存在：
2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O K=5×10¹⁴
②25℃时，BaCr₂O₇易溶于水，BaCrO₄难溶于水，且K_sp（BaCrO₄）=1×10^-10
Ⅰ．第①步反应的下列状态一定达到平衡的是c
a．Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-的浓度相同
b.2v（Cr₂O₇^2-）-v（CrO₄^2-）
c．溶液的颜色保持不变
Ⅱ．若将0.2mol/L的Na₂CrO₄溶液和一定浓度的硝酸等体积混合，充分混合后溶液的pH=2，则此时溶液中两种含铬离子浓度之比$\frac{c（C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}）}{c（Cr{O}_{4}^{2-}）}$的近似值5×10⁹，取此混合液1ml与1mL2mol/L的BaCl₂溶液混合，试判断混合溶液能（填“能”或“不能”）生成沉淀．

分析铬铁矿组成为Fe0•Cr₂0₃或FeCr₂O₄，在碳酸钠熔融条件下与氧气发生氧化还原反应，亚铁离子被氧化成氧化铁，同时生成Na₂CrO₄和CO₂，熔渣A为Fe₂0₃、Na₂CrO₄，熔渣溶于水后过滤得滤渣为Fe₂0₃，滤液为Na₂CrO₄溶液，向Na₂CrO₄溶液中加硫化钠还原得到Cr（OH）₃，Cr（OH）₃受热分解生成Cr₂O₃，然后用铝热反应制得Cr；
（1）根据洗涤沉淀的操作分析；
（2）FeCr₂O₄在碳酸钠熔融条件下与氧气发生氧化还原反应，亚铁离子被氧化成氧化铁，同时生成Na₂CrO₄和CO₂；
（3）重铬酸钾能是蛋白质发生变性；根据化合价的变化计算转移电子；
（4）I．反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度保持不变；
II．在溶液中存在：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O，则K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）×{c}^{2}（{H}^{+}）}$，据此计算；根据Qc=c（Ba²⁺）×c（CrO₄^2-）与K_sp（BaCrO₄）计算．

解答解：铬铁矿组成为Fe0•Cr₂0₃或FeCr₂O₄，在碳酸钠熔融条件下与氧气发生氧化还原反应，亚铁离子被氧化成氧化铁，同时生成Na₂CrO₄和CO₂，熔渣A为Fe₂0₃、Na₂CrO₄，熔渣溶于水后过滤得滤渣为Fe₂0₃，滤液为Na₂CrO₄溶液，向Na₂CrO₄溶液中加硫化钠还原得到Cr（OH）₃，Cr（OH）₃受热分解生成Cr₂O₃，然后用铝热反应制得Cr；
（1）实验室洗涤沉淀的操作是：沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀，待水自然流尽后重复2-3次；
故答案为：沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀，待水自然流尽后重复2-3次；
（2）FeCr₂O₄在碳酸钠熔融条件下与氧气发生氧化还原反应，亚铁离子被氧化成氧化铁，同时生成Na₂CrO₄和CO₂，反应的方程式为：4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+8CO₂+2Fe₂0₃；
故答案为：4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+8CO₂+2Fe₂0₃；
（3）重铬酸钾为橙红色晶体，广泛用于鞣革、电镀、有机合成等领域，鞣革过程中，生皮中蛋白质发生了变性；Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O反应中消耗1molCr₂O₇^2-转移6mol电子，所以溶液中减少了0.1molCr₂O₇^2-时，转移电子为0.6mol；
故答案为：变性；0.6；
（4）I．反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度保持不变，所以当溶液的颜色保持不变，即是Cr₂O₇^2-的浓度保持变化，故c正确；
故答案为：c；
II．在溶液中存在：2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺?Cr₂O₇^2-（橙色）+H₂O，则K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）×{c}^{2}（{H}^{+}）}$，0.2mol/L的Na₂CrO₄溶液和一定浓度的硝酸等体积混合，充分混合后溶液的pH=2，则K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）×{c}^{2}（{H}^{+}）}$=$\frac{c（C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}）}{c（Cr{O}_{4}^{2-}）}$×$\frac{1}{c（Cr{{O}_{4}}^{2-}）×{c}^{2}（{H}^{+}）}$=5×10¹⁴，则$\frac{c（C{r}_{2}{O}_{7}^{2-}）}{c（Cr{O}_{4}^{2-}）}$=5×10⁹；
Qc=c（Ba²⁺）×c（CrO₄^2-）=0.05×1=0.05＞K_sp（BaCrO₄），所以能形成沉淀；
故答案为：5×10⁹；能．

点评本题考查了物质分离提纯的方法和过程分析、方程式书写、溶度积常数的计算应用，侧重于考查学生的分析能力、计算能力和对基础知识的应用能力，题目难度中等．

练习册系列答案

	A．	1 mol草酸二酯与NaOH稀溶液反应（苯环上卤素不水解），最多可消耗10 mol NaOH
	B．	草酸二酯水解时生成两种有机物
	C．	1 mol草酸二酯与H₂完全反应，需要H₂ 6 mol
	D．	草酸二酯的分子式为C₂₆H₂₂Cl₆O₈

14．为了“探究铁及其化合物的氧化性或还原性”，某同学甲设计如下的实验方案：
（1）实验前甲同学预测Fe²⁺肯定既有还原性又有氧化性，你认为甲同学预测的依据是因为Fe²⁺中铁元素化合价处于中间价态，可以升高也可以降低；
（2）甲同学欲用实验证明他的预测，实验室提供了下列试剂：3%的H₂O₂溶液、锌粒、铜片、0.1mol•L^-1FeCl₂溶液，KSCN溶液、新制氯水．
①若甲同学设计在0.1mol•L^-1FeCl₂溶液中滴入新制氯水，探究Fe²⁺的还原性，你预计可能发生的反应是Cl₂+2Fe²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺（写化学方程式）．现象是：溶液由浅绿色变黄色；
②试验站，甲同学发现现象不太明显，老师分析可能是产物的含量太低，建议可以通过检验Fe²⁺被氧化的产物Fe³⁺的存在以获取证据，你认为可选上述试剂中的硫氰酸钾溶液滴入甲同学所得的混合液中，出现血红现象，证明甲同学的观点和实验方案都是正确的；
③对于证明Fe²⁺具有氧化性，甲同学认为金属单质都具有还原性，并分别将铜片、锌粒投入FeCl₂溶液中，结果铜片没变化，锌粒逐渐变小，由此说明三种金属的还原性由强至弱的顺序为Zn Fe Cu．

11．电解精炼铜的阳极泥中含有多种贵重金属，从中提取金、银、铂的一种工艺如下：

（1）王水是浓盐酸和浓硝酸的混合液，其体积比为3：1．
（2）滤渣的成分是AgCl，反应Ⅰ中肼（N₂H₄）的作用是做还原剂．
（3）反应Ⅱ的离子方程式为2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺；当生成19.7gAu时，25℃和101kPa下反应消耗3.675L SO₂（此条件下的气体摩尔体积为24.5L/mol，相对原子质量Au：197）．
（4）电解法精炼银时，粗银应与直流电源的正极（填“正”或“负”）相连，当用AgNO₃ 和HNO₃ 混合溶液做电解质溶液时，发现阴极有少量红棕色气体，则产生该现象的电极反应式为NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂↑+H₂O．
（5）金和浓硝酸反应的化学方程式为：Au+6HNO₃（浓）=Au（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O，但该反应的平衡常数很小，所以金和浓硝酸几乎不反应，但金却可以溶于王水，原因是王水中含有大量的Cl^-，Au³⁺与Cl^-可生成AuCl₄^-，使该平衡中Au³⁺浓度降低，平衡正移，金即可溶于王水．

18．钒（V）是重要的战略资源，广泛应用于钢铁、航空、化工等行业．石煤是低品位的含钒矿石，其中钒元素主要以VO₂、V₂O₃、V₂O₅形式存在．工业上以石煤为原料，采用钙化焙烧提钒和钠化焙烧提钒的部分工艺如下：

（注：固体1和溶液1含钒物质的主要成分相同．）
回答下列问题：
（1）“钙化焙烧提钒”工艺中，可能用到的工业设备有AB．
A．离心机 B．焙烧炉 C．离子交换柱 D．分馏塔
（2）“钙化焙烧提钒”工艺中，VO₂、V₂O₃均被氧化为V₂O₅，再与CaO反应．
①由V₂O₃得到Ca（VO₃）₂的化学方程式为V₂O₃+O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$V₂O₅，V₂O₅+CaO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ca（VO₃）₂．在此生产工艺中，CaO可用CaCO₃替代．
②“浸取”操作中反应的离子方程式为Ca（VO₃）₂+CO₃^2-=CaCO₃↓+2VO₃^-．[已知Ca（VO₃）₂在水中的溶解度很小]
③NH₄VO₃焙烧时产生的碱性气体A可循环利用，具体措施是用盐酸吸收碱性气体生成氯化铵用于中性沉钒．
（3）“钠化焙烧提钒”工艺中，固体1的含钒物质化学式为NaVO₃．其焙烧过程需通入空气，反应的气体产物Cl₂、HCl会污染环境，可用NaOH（填化学式）吸收以达到循环利用的目的．
（4）以V₂O₅为原料，通过铝热反应冶炼钒，化学方程式为10Al+3V₂O₅$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al₂O₃．某石煤中矾元素的含量为1.2%，使用“钠化焙烧提钒”工艺，矾的总回收率为77%，则10t石煤理论上最多可以生产0.092t金属钒．（计算结果保留2位有效数字）

8．如图所示的装置，X、Y都是惰性电极．将电路接通后，向（乙）中滴人酚酞溶液，在Fe极附近显红色．试回答下列问题：

（1）（甲）装置是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，b处电极上发生的电极反应式是O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
（2）如果（丙）装置中精铜电极的质量增加了 6.4g，则乙装置中，铁电极上产生的气体在标准状况下为2.24LL，
（3）（丁）装置中Y电极上发生的电极反应式是Cu²⁺+2e^-=Cu．

15．某探究小组在实验室中用铝土矿（主要成分为Al₂O₃，含有Fe₂O₃，SiO₂）提取氧化铝，流程如图，回答下列问题：

（1）画出Al的原子结构示意图

．
（2）写出反应①中主要成分发生反应的化学方程式方程式：Al₂O₃+6HCl═2AlCl₃+3H₂O、Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
（3）沉淀X的化学式SiO₂．沉淀X与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：2OH^-+SiO₂=SiO₃^2-+H₂O．
（4）实验室中甲同学用如图装置（图1）制备CO₂气体并通入滤液B中制备Al（OH）₃，实验时结果没有产生预期现象．乙同学分析以为：甲同学通入的CO₂气体中含有HCl气体是导致实验失败的原因，解决的方案是在装置（图1）中①和②之间增加（图2）．则装置中的试剂x应为饱和NaHCO₃溶液．

（5）工业上通常以铝土矿提取得到的Al₂O₃为原料制备无水氯化铝：2Al₂O₃+3C+6Cl₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4AlCl₃+3CO₂↑，该反应中的还原剂是C，氧化剂是Cl₂．制得5.6L（标准状况）CO₂气体，有4mol电子发生转移．

12．已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：弱酸化学式 CH₃COOH HCN H₂CO₃电离平衡常数（25℃）1.8×l0^-54.9×l0^-10K₁=4.3×l0^-7K₂=5.6×l0^-11则下列有关说法正确的是（　　）

	A．	将a molL^-1 HCN溶液与a molL^-1 NaOH溶液等体积混合，混合液中：c（OH^-）＞c（H⁺），c（Na⁺）＞c（CN^-）
	B．	等物质的量浓度的各溶液pH关系为：pH（NaCN）＞pH（Na₂CO₃）＞pH（CH₃COONa）
	C．	冰醋酸中逐滴加水，溶液的导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小
	D．	NaHCO₃和Na₂CO₃混合液中，一定有c（Na⁺）+c（H⁺）═c（OH^-）+c（HCO₃^-）+c（CO₃^2-）

13．某化学活动小组按下图所示流程由粗氧化铜样品（含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质）制取无水硫酸铜．

已知Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺三种离子在水溶液中形成氢氧化物沉淀的pH范围如下图所示：

请回答下列问题：
（1）溶液A中所含溶质为CuSO₄、FeSO₄、H₂SO₄；物质X应选用②（填序号），目的是将亚铁离子氧化成铁离子
①氯水 ②双氧水 ③铁粉 ④高锰酸钾
（2）③操作中加入的试剂还可以换为BD（填字母序号）
A．NaOH B．CuO C．氨水 D．Cu₂（OH）₂CO₃
（3）③操作中pH调为4的目的是使Fe³⁺沉淀完全，生成Fe（OH）₃．

试题分类