利用某含铬废液[含较低浓度的Na2Cr2O7.Fe2(SO4)3]制备K2Cr2O7流程如下:Ⅰ．用NaOH溶液调pH至3.6.产生红褐色沉淀.过滤,Ⅱ．向滤液中加入Na2SO3.一定操作后分离出Na2SO4,Ⅲ．将分离出Na2SO4后的溶液调pH约为5.得到Cr(OH)3沉淀,Ⅳ．在KOH存在条件下.向Cr(OH)3中加入足量H2O2溶液.得到黄色溶液,Ⅴ．向黄� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

16．利用某含铬废液[含较低浓度的Na₂Cr₂O₇、Fe₂（SO₄）₃]制备K₂Cr₂O₇流程如下：Ⅰ．用NaOH溶液调pH至3.6，产生红褐色沉淀，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入Na₂SO₃，一定操作后分离出Na₂SO₄；
Ⅲ．将分离出Na₂SO₄后的溶液调pH约为5，得到Cr（OH）₃沉淀；
Ⅳ．在KOH存在条件下，向Cr（OH）₃中加入足量H₂O₂溶液，得到黄色溶液；
Ⅴ．向黄色溶液中加入物质A后，溶液变为橙红色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固体；
Ⅵ．测定K₂Cr₂O₇固体的纯度．
已知：Cr₂O₇^2-（橙红色）+H₂O?2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺
（1）步骤Ⅰ中红褐色沉淀的化学式是Fe（OH）₃．
（2）步骤Ⅱ中加入Na₂SO₃的目的是将+6价的Cr还原为+3价．
（3）步骤Ⅳ中反应的离子方程式是2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O．
（4）步骤Ⅴ中加入的物质A可以是c．（填序号）
a．KOH b．K₂CO₃ c．H₂SO₄ d．SO₂
（5）步骤Ⅵ的操作是：取0.45g K₂Cr₂O₇产品配成溶液，酸化后滴入18.00mL，.50mol/L的FeSO₄溶液，恰好使Cr₂O₇^2-完全转化为Cr³⁺．产品中K₂Cr₂O₇的纯度是98%．（注：K₂Cr₂O₇的摩尔质量为294g/mol）
（6）向橙红色的K₂Cr₂O₇溶液中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，产生黄色沉淀，溶液pH减小．试推测黄色沉淀是BaCrO₄，溶液pH变小的原因是K₂Cr₂O₇溶液中存在平衡：Cr₂O₇^2-（橙红色）+H₂O?2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺，加入Ba（NO₃）₂溶液后，产生BaCrO₄沉淀，c（CrO₄^2-）降低，平衡正向移动，c（H⁺）增大．

分析本题是利用某含铬废液制备K₂Cr₂O₇流程，因废液中含有Fe³⁺，滴加NaOH调节溶液pH时会生成Fe（OH）₃红褐色沉淀，达到除去溶液里Fe³⁺的目的，然后加入亚硫酸钠溶液将溶液里的将+6价的Cr还原为+3价，然后将Cr³⁺转化为Cr（OH）₃沉淀，再通过氧化和酸化两个过程即得到目标产物，最后利用滴定法测定产品的纯度，可结合关系式和原子守恒进行计算，据此可作答；
（1）根据沉淀的颜色判断；
（2）Na₂SO₃具有还原性，具有氧化性Na₂Cr₂O₇；
（3）Cr（OH）₃与H₂O₂反应生成生成CrO₄^2-；
（4）酸性条件下CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-；
（5）Fe²⁺使Cr₂O₇^2-完全转化为Cr³⁺，反应为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，根据方程式计算出的K₂Cr₂O₇物质的量和质量，再求出纯度；
（6）根据Cr₂O₇^2-（橙红色）+H₂O?2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺平衡移动分析．

解答解：（1）用NaOH溶液调pH至3.6，产生红褐色沉淀，则该沉淀为Fe（OH）₃，故答案为：Fe（OH）₃；
（2）Na₂SO₃具有还原性，具有氧化性Na₂Cr₂O₇，向滤液中加入Na₂SO₃，发生氧化还原反应，将+6价的Cr还原为+3价，故答案为：将+6价的Cr还原为+3价；
（3）在KOH存在条件下，向Cr（OH）₃中加入足量H₂O₂溶液，Cr（OH）₃与H₂O₂反应生成生成CrO₄^2-，反应的离子方程式为：2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O，故答案为：2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O；
（4）向黄色溶液中加入物质A后，溶液变为橙红色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固体，在酸性条件下CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，说明A为酸，则A可以是硫酸，故选c；故答案为：c；
（5）Fe²⁺使Cr₂O₇^2-完全转化为Cr³⁺，反应为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，已知18.00mL 0.50mol/L的FeSO₄溶液，
则K₂Cr₂O₇物质的量为：$\frac{1}{6}$×0.018L×0.50mol/L=0.0015mol，其质量为0.0015mol×294g/mol=0.441g，
其纯度为$\frac{0.441g}{0.45g}$×100%=98%；
故答案为：98%；
（6）向橙红色的K₂Cr₂O₇溶液中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，由于K₂Cr₂O₇溶液中存在平衡：Cr₂O₇^2-（橙红色）+H₂O?2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺，钡离子与铬酸根离子生成BaCrO₄沉淀，c（CrO₄^2-）降低，平衡正向移动，c（H⁺）增大；
故答案为：BaCrO₄；K₂Cr₂O₇溶液中存在平衡：Cr₂O₇^2-（橙红色）+H₂O?2CrO₄^2-（黄色）+2H⁺，加入Ba（NO₃）₂溶液后，产生BaCrO₄沉淀，c （CrO₄^2-）降低，平衡正向移动，c （H⁺）增大．

点评本题考查较为综合，涉及氧化还原反应、离子方程式的书写、根据方程式的计算、化学平衡移动等问题，题目难度中等，本题注意从质量守恒的角度利用关系式法计算．

练习册系列答案

7．硫酸亚铁（FeSO₄•7H₂O）是一种重要的食品和饲料添加剂．实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO₄•7H₂O晶体：①将5% Na₂CO₃溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na₂CO₃溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍；
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50～80℃之间至铁屑耗尽；
③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干；
⑤将制得的FeSO₄•7H₂O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存．请回答下列问题：
（1）写出Fe²⁺的核外电子排布式[Ar]3d⁶
（2）用轨道表示式表示Fe³⁺的3d电子的排布情况

（3）Fe（OH）₃在碱性介质中与NaClO反应生成Na₂FeO₄和NaCl，ClO^-的电子式是，Fe（OH）₃与NaClO反应的化学方程式是2Fe（OH）₃+3NaClO+4NaOH═2Na₂FeO₄+3NaCl+5H₂O．
（4）硫酸亚铁制备中实验步骤①的目的是除去铁屑上的油污．
（5）实验步骤②明显不合理，理由是铁耗尽会使亚铁离子被氧化Fe³⁺．
（6）实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是洗涤晶体中混有的稀硫酸，减少洗涤过程中晶体的损耗．．

4．一定条件下，在一密闭容器中通人一定量SO₂和O₂的混合气，发生如下反应：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）（正反应为放热反应）．反应达平衡后SO₂、O₂和SO₃的物质的量之比为3：4：6，若保持其他条件不变，降低温度后达到新的平衡时，O₂和SO₃的物质的量分别为1.1mol和2.0mol，则此时容器内SO₂的物质的量应是（　　）

11．一定条件下在2L的密闭容器中，充入2mol SO₂和1molO₂发生反应2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）△H=-196kJ•moL^-1，当气体的总物质的量减少0.6mol时反应达到平衡，下列有关叙述不正确的是（　　）

	A．	将平衡混合气体通入过量BaCl₂溶液中，得到沉淀的质量为 453.2g
	B．	保持温度不变，向平衡后的容器中再充入1molSO₂和0.5molO₂时，v （正）＞v （逆）
	C．	相同温度下，起始时向容器中充入2mol SO₃，达平衡时SO₃的转化率为40%
	D．	保持其他条件不变，若起始时向容器中充入2molSO₃，达平衡时吸收78.4kJ的热量

1．铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[Fe₂（OH）_n（SO₄）${\;}_{\frac{3-n}{2}}$]_m是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾K₂FeO₄是一种新型、高效、多功能绿色水处理剂，某化学探究小组设计如下方案制备上述两种产品，请回答下列问题：

（1）若A物质为水，一定条件下可得铁的固体氧化物Fe₃O₄，检验Fe₃O₄中铁的化合价，应使用的试剂是ACD（填标号）．
A．稀硫酸 B．稀硝酸 C．KSCN溶液 D．酸性高锰酸钾溶液
（2）在溶液Ⅰ中加入NaClO₃，写出其氧化Fe²⁺的离子方程式6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O．
（3）Fe₂O₃与KNO₃和KOH的混合物加热共融可制得K₂FeO₄．完成并配平下列化学方程式：
□Fe₂O₃+□KNO₃+□KOH-□K₂FeO₄+□KNO₂+□H₂O
该反应中的氧化剂是KNO₃，每生成1mol K₂FeO₄转移3mol电子．
（4）为测定溶液I中铁元素的总含量，实验操作：准确量取20.00mL溶液I于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂，调节pH＜3，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后，再用 0.1000mol•L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL．
已知：2Fe³⁺+2I^-=2Fe²⁺+I₂ I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-
①写出滴定选用的指示剂淀粉，滴定终点观察到的现象溶液由蓝色变无色且半分钟不变色．
②溶液I中铁元素的总含量为5.6g•L^-1．若滴定前溶液中H₂O₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将会偏高（填“偏高”、“偏低”、“不变”）．

8．

Na₂S₂O₃是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定．
Ⅰ．制备Na₂S₂O₃•5H₂O，反应原理：Na₂SO₃（aq）+S（s）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂S₂O₃（aq）
实验步骤：
①称取15g Na₂SO₃加入圆底烧瓶中，再加入80mL蒸馏水．另取5g研细的
硫粉，用3mL乙醇润湿，加入上述溶液中．
②安装实验装置（如图1所示，部分夹持装置略去），水浴加热，微沸60min．
②趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na₂S₂O₃•5H₂O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品．
回答问题：
（1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是使硫粉易于分散到溶液中．
（2）仪器a的名称是冷凝管，其作用是冷凝回流．
（3）产品中除了有未反应的Na₂SO₃外，最可能存在的无机杂质是Na₂SO₄．检验是否存在该杂质的方法是取少量产品溶于过量盐酸，过滤，向滤液中加BaCl₂溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na₂SO₄．
（4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：S₂O₃²?+2H⁺=S↓+SO₂↑+H₂O．
Ⅱ．测定产品纯度
准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0mol•L^-1碘的标准溶液滴定．反应原理为2S₂O₃^2-+I₂═S₄O₆^2-+2I^-
（5）滴定至终点时，溶液颜色的变化：由无色变为蓝色．
（6）滴定起始和终点的液面位置如图2，则消耗碘的标准溶液体积为18.10mL．产品的纯度为（设Na₂S₂O₃•5H₂O相对分子质量为M）$\frac{3.620×1{0}^{-3}M}{W}$×100%．
Ⅲ．Na₂S₂O₃的应用
（7）Na₂S₂O₃还原性较强，在溶液中易被Cl₂氧化成SO₄^2-，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为S₂O₃²?+4Cl₂+5H₂O=2SO₄²?+8Cl?+10H⁺．

5．下列物质分类正确的是（　　）

	A．	HCl、纯碱、硫酸钡均为强电解质
	B．	SO₂、SiO₂、CO均为酸性氧化物
	C．	稀豆浆、油水、氯化铁溶液均为胶体
	D．	大理石、CuSO₄•5H₂O、氨水均为混合物

6．加入KOH溶液后，下列溶液中哪种离子数目会减少（　　）

CO₃^2-

Mg²⁺

SO₄^2-

Na⁺

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