工业上常以铬铁矿(主要成分为亚铬酸亚铁FeCr2O4.还有Al2O3.SiO2等杂质)为主要原料生产红矾钠(Na2Cr2O7).某实验小组模拟其流程如图1所示:(1)FeCr2O4中Cr的化合价为+3.步骤①焙烧时所用的仪器名称为铁坩埚,步骤①中生成Na2CrO4的化学方程式为4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

18．工业上常以铬铁矿（主要成分为亚铬酸亚铁FeCr₂O₄，还有Al₂O₃、SiO₂等杂质）为主要原料生产红矾钠（Na₂Cr₂O₇），某实验小组模拟其流程如图1所示：

（1）FeCr₂O₄中Cr的化合价为+3，步骤①焙烧时所用的仪器名称为铁坩埚；步骤①中生成Na₂CrO₄的化学方程式为4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂．
（2）步骤①煅烧反应极慢，需要升温至纯碱呈熔融状态，反应速率才能加快，其主要原因为纯碱融化后，增大反应物的接触面积，使反应速率加快．
（3）步骤②过滤时所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；
（4）步骤③用硫酸将溶液的pH调至中性，所得滤渣2的主要成分是H₂SiO₃（H₄SiO₄或SiO₂•H₂O）、Al（OH）₃；
（5）步骤④向滤液2加入硫酸酸化过程中，溶液由黄色变为橙色，反应的离子方程式为2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O．
（6）图2是Na₂Cr₂O₇•2H₂O和Na₂SO₄的溶解度曲线，步骤④中获得副产品Na₂SO₄的实验操作方法为将滤液2加热浓缩后趁热过滤得副产品Na₂SO₄．

分析铬铁矿（主要成分为亚铬酸亚铁FeCr₂O₄，还有Al₂O₃、SiO₂等杂质）中加入纯碱，通空气焙烧，发生的反应有：4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂、Al₂O₃+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2NaAlO₂+CO₂↑，SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑，Fe₂O₃不溶于水，水浸过滤除去，向滤液中加入稀硫酸调节pH至中性，Na₂SiO₃、2NaAlO₂生成不溶的H₂SiO₃、Al（OH）₃，过滤，所以滤渣为H₂SiO₃、Al（OH）₃，将滤液酸化：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，的产品，据此分析解答．

解答解：（1）FeCr₂O₄中铁元素化合价是+2价，氧元素-2价，则铬元素化合价+3价，“瓷质”或“石英质”仪器都含有二氧化硅，高温下与碳酸钠反应，故选择“铁质”仪器；步骤①中生成Na₂CrO₄的化学方程式为4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂；
故答案为：+3；铁坩埚；4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂；
（2）步骤①中，纯碱融化后，增大反应物的接触面积，使反应速率加快，所以升温至纯碱呈熔融状态，反应速率较快；
故答案为：纯碱融化后，增大反应物的接触面积，使反应速率加快；
（3）过滤时所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；
故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；
（4）加入稀硫酸调节pH至中性，Na₂SiO₃、2NaAlO₂生成不溶的H₂SiO₃、Al（OH）₃，过滤，所以滤渣为H₂SiO₃、Al（OH）₃；
故答案为：H₂SiO₃（H₄SiO₄或SiO₂•H₂O）；Al（OH）₃；
（5）酸化的目的是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，则CrO₄^2-在酸性条件下与H⁺离子反应生成Cr₂O₇^2-，该反应为可逆反应，反应的离子方程式为2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
故答案为：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
（6）由图2可知，温度高有利于硫酸钠结晶析出，可以防止Na₂Cr₂O₇•2H₂O结晶析出，获得副产品Na₂SO₄的实验操作方法为将滤液2加热浓缩后趁热过滤得副产品Na₂SO₄；
故答案为：将滤液2加热浓缩后趁热过滤得副产品Na₂SO₄．

点评本题考查化学工艺流程、物质的分离提纯、对操作的理解分析与评价、对数据及图象的分析等，题目综合性较大，侧重对学生综合能力的考查，理解原理、掌握元素化合物性质是关键．

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	A．	NaAlO₂溶液中通入过量CO₂气体：AlO₂^-+CO₂+2H₂O═Al（OH）₃↓+HCO₃^-
	B．	NH₄ HCO₃溶液与足量的NaOH溶液反应：HCO₃^-+OH^-═CO₃^2-+H₂O
	C．	向Al₂（SO₄）₃溶液中加入过量的NaOH溶液：Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓
	D．	向FeI₂溶液中通入少量Cl₂：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-

9．25℃时，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是（　　）

	A．	使酚酞变红色的溶液：NH₄⁺，Ca²⁺，NO₃^-，Cl^-
	B．	c（OH^-）=1×10^-13mol•L^-1的溶液：Na⁺，K^-，ClO^-，SO₄^2-
	C．	0.1mol•L^-1的FeCl₂溶液：K⁺，Na⁺，SO₄^2-，Br^-
	D．	0.1mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液：Na⁺，Mg²⁺，NO₃^-，SO₃^2-

6．下列有关化学用语表示正确的是（　　）

	A．	原子核内有10个中子的氧原子：₈¹⁸O
	B．	HF的电子式：H⁺
	C．	Cl^-离子的结构示意图：
	D．	N₂的结构式：：N≡N：

13．甲醇（CH₃OH）是一种基础有机化工原料和优质燃料．利用合成气（主要成分为CO、CO₂和H₂）在催化剂作用下合成甲醇，主反应如下：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-99kJ•mol^-1
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
③CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₃=+41kJ•mol^-1
副反应有：2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g） …
（1）甲醇分子中各原子半径从大到小的顺序为r（C）＞（O）＞r（H）．
（2）△H₂=-58kJ•mol^-1
（3）将上述合成甲醇的反应设计成如图1所示的两条途径，其中X为2H₂．

（4）对主反应①进行实验探究．
当CO与H₂投料比为1：2时，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示．
①图中对应点的平衡常数K_a、K_b、K_c大小关系为K_a＞K_b=K_c．
②反应在恒温、恒容下进行，以下说法可以作为判断反应达到平衡状态的是BC（填标号）．
A．混合气体的密度不变
B．反应容器中气体压强不再变化
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．生成CH₃OH速率是生成H₂速率的2倍
③将l molCO和2molH₂通入1L密闭容器中，在300℃下，达到平衡时CO的转化率为90%，则平衡常数K为225．
（5）在探究主反应①过程中发现若合成气只有CO和H₂，则可能出现以下状况．
①会有较多的副产品CH₃OCH₃生成
②形成积碳（有机物碳化覆盖催化剂表面）
但加入适量的CO₂，则可减少上述状况．试解释
①CO₂与H₂反应生成H₂O能抑制CH₃OCH₃的生成
②C+CO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO（用化学方程式表示）

3．随着电子产品的增多，对废旧电池的处理迫在眉睫．某课题小组同学通过查阅资料，设计了从废旧锌锰干电池经过简单处理的锰粉（含MnO₂、Mn（OH）₂、Fe和黑炭等）中提取金属Mn，其工艺流程如图：

已知：
K${\;}_{sp（Fe（OH）_{2}）}$=4.87×10^-17
K${\;}_{sp（Fe（OH）_{3}）}$=1×10^-38
K${\;}_{sp（Mn（OH）_{2}）}$=1.0×10^-15
根据图流程及有关数据回答下列问题．
（1）H₂O₂和NaClO₃是常用氧化剂，H₂O₂的电子式为

，NaClO₃中所含的化学键类型有离子键和共价键．
（2）对锰粉进行酸浸时所用的酸是浓盐酸（填名称）．实验室配制上述NaOH溶液480ml需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外，还需要胶头滴管、500mL容量瓶、量筒．
（3）常温下，过滤I所得滤液经氧化后，加入NaOH溶液调节pH除去Fe³⁺，使滤液中的Fe³⁺沉淀完全（残留在溶液中的c（Fe³⁺）≤l0^-5mol/L），则需调节溶液的pH最小为3．
（4）过滤Ⅱ所得滤液加入NaCl03目的是将Mn²⁺氧化为MnO₂，发生的离子方程式为：
Mn²⁺+ClO₃^-+3Mn²⁺+ClO₃^-+3H₂O=MnO₂↓+Cl^-+3MnO₂↓++6H⁺+Cl^- 请完成并配平该反应．
（5）上述流程中由MnO₂制备Mn的化学方程式3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Mn+2Al₂O₃．
（6）-种质量比约为m（Mn）：m（Fe）=55：504的合金钢（其他元素略），具有抗御激烈冲击和磨损的能力，可作航母甲板等．欲通过铝热反应炼得这样的合金，则MnO₂、Fe₃O₄、Al的投料比（按物质的量之比）约为3：9：28．

10．设N_A为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）

	A．	l04g苯乙烯（C₆H₅-CH=CH₂）中含有8N_A的碳氢键和4N_A的碳碳双键
	B．	在50g质量分数为46%的乙醇水溶液中，含有氢原子数为3N_A
	C．	lmol有机物CH₃-CH=CH-CH₂-CH₃中最多有9N_A个原子在同一平面上
	D．	80℃时，pH=13的Ba（OH）₂溶液中含有的OH-数目为0.2N_A

14．下列数量的各物质所含原子数按由大到小顺序排列的是（　　）
①0.5mol NH₃　②标况下22.4L He　③18g水　④0.8mol Na₃PO₄．

15．下列情况中含微粒数目最多的是（　　）

	A．	0.5molOH^-中的电子		B．	1mol H₂中的H原子
	C．	0.6mol H₂SO₄中的O原子		D．	1molNa完全反应后失去的电子

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