Question

重铬酸钠俗称红矾钠（Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的化工产品和强氧化剂。工业上通过煅烧铬铁矿制取，其反应如下：

反应Ⅰ 4Fe(CrO₂)₂+8Na₂CO₃+7O₂→ 2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂

反应Ⅱ 2CrO₄^2- + 2H⁺ → Cr₂O₇^2- + H₂O

反应Ⅲ 3CrO₄^2- + 4H⁺ →Cr₃O₁₀^2- + 2H₂O（副反应）

上述反应中不属于氧化还原反应有        个。已知Fe(CrO₂)₂中铬元素是+3价，关于反应Ⅰ的下列说法中正确的是        。

a．被氧化的元素只有+3的Cr，被还原的元素只有0价的O

b．氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:7

c．每生成1molCO₂，转移3.5mol电子

d．每摩尔+3的Cr能还原0.75mol氧气

+6价铬的毒性很强，制取红矾钠后的废水中含有的Cr₂O₇^2－，可以用绿矾除去。测得反应后的溶液中含Cr³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺等阳离子。写出该反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目：                                                         。

某厂废水中含1.00×10^?3mol/L的Cr₂O₇^2－，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr₀.₅Fe₁.₅FeO₄ (Cr的化合价为+3，Fe的化合价依次为+3、+2)。欲使1L该废水中的Cr₂O₇^2－完全转化为Cr_0.5Fe_1.5FeO₄。理论上需要加入             g FeSO₄·7H₂O。

 

Answer 1

【答案】

2 （1分）  c d  （2分）

  2.78克（2分）

【解析】

试题分析：（1）凡是有元素化合价升降的反应都是氧化还原反应，据此可知，只有反应Ⅰ是氧化还原反应，其余2个都不是的。Fe(CrO₂)₂中铬元素是+3价，则铁元素的化合价是＋2价，反应后铁元素的化合价升高到＋3价，Cr元素的化合价升高到＋6价，所以被氧化的元素有铁和Cr，a不正确；氧气得到电子，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为7:4，b不正确；根据方程式可知，每生成8molCO₂，转移7mol×4＝28mol电子，所以每生成1molCO₂，转移28mol÷8＝3.5mol电子，c正确；Cr的化合价从＋3价升高到＋6价，失去3个电子，氧气得到4个电子，所以每摩尔+3的Cr能还原3mol÷4＝0.75mol氧气，d正确，答案选cd。

（2）有Cr³⁺、Fe³⁺生成，说明Cr₂O₇^2－是氧化剂，绿矾是还原剂，则反应的化学方程式是

。

（3）根据化合物中正负价代数和0可知，Cr_0.5Fe_1.5FeO₄，＋3价和＋2价铁的个数之比是3:2。1L该废水中的Cr₂O₇^2－的物质的量是1.00×10^?3mol，可以生成4.00×10^?3mol Cr_0.5Fe_1.5FeO₄，所以根据铁原子守恒可知，需要绿矾的物质的量是4.00×10^?3mol×2.5，其质量是1.00×10^?2mol×278g/mol＝2.78g。

考点：考查氧化还原反应的判断、表示和计算

点评：该题以废水中重铬酸钠的净化为载体，主要是考查学生对氧化还原反应概念、判断、表示以及有关计算的熟悉了解程度，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，提高学生的环境保护意识和应试能力。