Question

2012年4月15日，中央电视台曝光某些企业用工业明胶制成药用胶囊，流入市场，危害消费者的身体健康．工业明胶生产过程中使用含铬物质做催化剂．铬及其化合物在生产生活中具有十分广泛的用途．
I．交警使用的一种酒精测试仪就利用了K₂Cr₂O₇的强氧化性．反应的原理是2K₂Cr₂O₇+3C₂H₅OH+8H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+3CH₃COOH+2K₂SO₄+11H₂O，该反应中若有46g乙醇参加反应，转移电子的数目是

 

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Ⅱ．含铬废水必须经过处理与净化才能排放．
化工厂对产生的含Cr₂O₇^2-的废水通常有如下两种处理工艺：
[工艺一]利用电解原理：向废水中加入适量的NaCl（增强溶液的导电性），用Fe做电极进行电解，Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺，然后转化为Cr（OH）₃沉淀除去．
[工艺二]利用原电池原理：在处理池中，焦炭和铁屑与酸性Cr₂O₇^2-溶液形成原电池，使Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，再在碱性溶液中把Cr³⁺沉淀析出．其工艺流程如图：

（1）[工艺一]中，将Cr₂O₇^2-转化成Cr³⁺的还原剂是

 

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（2）[工艺二]中，处理池中原电池反应的总反应式为：Cr₂O₇^2-+3Fe+14H⁺=2Cr³⁺+3Fe²⁺+7H₂O，该电池的正极反应式为：

 

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（3）沉淀池中，可用石灰乳对Cr³⁺进行沉降．写出沉降Cr³⁺的离子方程式：

 

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Ⅲ．重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）俗称红矾钠是重要的化工产品．在工业上用铬铁矿[主要成分是Fe（CrO₂）₂，其中铬元素为+3价]为原料生产．
（1）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

 

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（2）工业生产过程中将铬铁矿与某物质X混合，高温煅烧，矿石中难溶于水的Fe（CrO₂）₂生成可溶于水的Na₂CrO₄，反应的化学方程式为4Fe（CrO₂）₂+8X+7O₂=2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂，则X的化学式是

 

．为了加快该反应的反应速率，可采取的措施有

 

．（回答两条即可）

Answer 1

考点：氧化还原反应的电子转移数目计算,氧化还原反应,化学平衡的影响因素,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：

分析：I．该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价、C元素化合价由-2价变为0价，根据乙醇和转移电子之间关系式计算；
II．（1）阳极上铁失电子生成亚铁离子，亚铁离子具有还原性，将Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺；
（2）在原电池的正极上发生得电子的还原反应，据此书写电极反应；
（3）根据复分解反应的特点来回答；
Ⅲ．（1）类比Na₂SiO₃可写成Na₂O?SiO₂完成Fe（CrO₂）₂的氧化物的形式；
（2）根据元素守恒以及影响化学反应速率的因素分析．

解答： 解：I．该反应中Cr元素化合价由+6价变为+3价、C元素化合价由-2价变为0价，乙醇的物质的量=

46

46g/mol

=1mol，1mol乙醇完全反应转移电子数目=1mol×2×2×N_A/mol=4N_A，故答案为：4N_A；
II．（1）阳极上铁失电子生成Fe ²⁺，Fe ²⁺ 具有还原性，将Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺，故答案为：Fe ²⁺；
（2）在原电池的正极上发生得电子的还原反应，即Cr₂O₇^2-+6e^-+14H⁺=2Cr³⁺+7H₂O，故答案为：Cr₂O₇^2-+6e^-+14H⁺=2Cr³⁺+7H₂O；
（3）沉淀池中，用石灰乳对Cr³⁺进行沉降，沉降Cr³⁺的离子方程式为：Cr³⁺+Ca（OH）₂=Ca²⁺+Cr（OH）₃↓，故答案为：Cr³⁺+Ca（OH）₂=Ca²⁺+Cr（OH）₃↓；
Ⅲ．（1）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 ；
（2）反应的化学方程式为4Fe（CrO₂）₂+8X+7O₂=2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂，根据元素守恒在，则X的化学式是Na₂CO₃，增大反应物的接触面积可以加快反应速率，升高温度可以加快反应速率，
故答案为：Na₂CO₃；粉碎矿石、升高温度等．

点评：本题考查重铬酸钠的制取原理及除杂方法，涉及了电极知识的应用，难度较大．侧重考查学生的分析、理解等综合能力．