题目内容

1．以某铬矿石（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质）为原料生产Cr2O3的流程

如下：
已知：Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+，Ksp[Cr（OH）3]=6.4×10-31，lg2=0.3
（1）步骤①中为了提高反应速率应该采取的措施有适当升温、粉碎铬矿石、搅拌等．（写2种）
（2）焙烧时Cr2O3被氧化成Na2CrO4，配平下面的化学方程式，并用单线桥表示电子转移的方向和数目：
4Na2CO3+2Cr2O3+3 O2═4Na2CrO4+4CO2
（3）流程中沉淀2为H2SiO3（填化学式）
（4）步骤④发生的反应中Cr2O72-和蔗糖（C12H22O11）的物质的量之比为8：1
（5）步骤⑤中为了使Cr3+完全沉淀[此时，c（Cr3+）≤10-5mol•L-1]，pH至少调至5.6
（6）滤液3中的主要溶质是两种盐，化学式为（NH4）2SO4、Na2SO4
（7）另一种制取Cr（OH）3的工艺是将NaCrO2溶解后通入CO2得到更为纯净的Cr（OH）3，则NaCrO2溶液与过量CO2反应的离子方程式为CrO2-+CO2+2H2O=Cr（OH）3↓+HCO3-．

分析 铬铁矿（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质）加入碳酸钠煅烧，可生成Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3等，加入水浸取，得到固体1为Fe2O3，过滤得滤液1为Na2CrO4、Na2SiO3等，向滤液1中加入稀硫酸调节pH得到沉淀2为H2SiO3，过滤后向滤液中加入蔗糖，用蔗糖还原，得到二氧化碳和含有Na+、Cr3+的溶液，再与氨水反应，滤液3的主要溶质是两种盐为（NH4）2SO4、Na2SO4，得到Cr（OH）3沉淀，灼烧据Cr（OH）3沉淀得到Cr2O3，据此分析答题．

解答 解：（1）为了提高反应速率，可以适当升温、粉碎铬矿石、搅拌等；
故答案为：适当升温、粉碎铬矿石、搅拌等；
（2）根据反应中各物质的元素化合价变化可知，Cr元素从+3价变为+6价，氧元素从0价变为-2价，根据化合价升降法及元素守恒可配平化学方程式，用单线桥表示电子转移的方向为：；
故答案为：4；2；3；4；4；；
（3）滤液1为Na2CrO4、Na2SiO3等，向滤液1中加入稀硫酸调节pH得到沉淀2为H2SiO3；
故答案为：H2SiO3；
（4）反应中Cr元素化合价由+6价降低为+3价，C元素由0价升高为+4，根据电子转移守恒则：6n（Cr2O72-）=48n（蔗糖），故n（Cr2O72-）：n（蔗糖）=8：1；
故答案为：8：1；
（5）Cr3+沉淀完全的浓度为10-5mol/L，根据KSP[Cr（OH）3]=c（Cr3+）×c3（OH-）=6.4×10-31，可知c（OH-）=4×10-9mol/L，则c（H+）=$\frac{1{0}^{-14}}{4×1{0}^{-9}}$mol/L=$\frac{1}{4}$×10-5mol/L，则pH=-lg$\frac{1}{4}$×10-5=5.6；
故答案为：5.6；
（6）由分析可知滤液3的主要溶质是两种盐是（NH4）2SO4、Na2SO4；
故答案为：（NH4）2SO4、Na2SO4；
（7）将NaCrO2溶解后通入CO2得到更为纯净的Cr（OH）3，属于水解反应，还生成碳酸氢钠，反应离子方程式为：CrO2-+CO2+2H2O=Cr（OH）3↓+HCO3-；
故答案为：CrO2-+CO2+2H2O=Cr（OH）3↓+HCO3-．

点评 本题考查物质制备工艺流程，涉及对操作与反应原理的分析评价、物质的分离提纯、溶度积有关计算、化学计算计算等，侧重于学生对原理的分析应用及计算能力的考查，综合性较强，题目难度中等．

练习册系列答案
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