题目内容

1．利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出铬和铝，实现铬和铝的再生利用．其工作流程如图：

（1）铝热法冶炼金属铬，是利用了金属铝的还原性（填“氧化性”或“还原性”）．
（2）溶液1中的阴离子有CrO42-、AlO2-、OH-．
（3）过程Ⅰ，在Cr2O3参与的反应中，若生成0.4mol CrO42-，消耗氧化剂的物质的量是0.3 mol．
（4）通入CO2调节溶液pH实现物质的分离．
①滤渣A煅烧得到Al2O3，再用电解法冶炼Al．冶炼Al的化学方程式是2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$3O2↑+4Al．
②滤渣B受热分解所得物质可以循环利用，B是NaHCO3．
③已知：2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O  K=4.0×1014
滤液3中Cr2O72-的浓度是0.04mol/L，则CrO42-的浓度是0.01mol/L．
（5）过程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7．
不同温度下化合物的溶解度（g/100gH2O）
化合物名称0°C20°C40°C60°C80°C
NaCl35.736.036.637.338.4
KCl28.034.240.145.851.3
K2SO47.411.114.818.221.4
K2Cr2O74.712.326.345.673.0
Na2Cr2O7163183215269376
结合表中数据分析，过程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品的操作是：向滤液③中加入稀盐酸和KCl固体后，蒸发浓缩、降温结晶，过滤得到K2Cr2O7粗品．

分析 利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出铬和铝，铬渣加入熔融NaOH、空气，降温水浸，铝、氧化铝溶解生成偏铝酸钠，Cr2O3溶解得到CrO42-，得到溶液Ⅰ中含有CrO42-、AlO2-、OH-，通入二氧化碳调节溶液PH=9沉淀铝离子生成氢氧化铝沉淀，滤渣A为氢氧化铝，滤液2继续通入二氧化碳调节溶液PH=6过滤得到，滤渣B为碳酸氢钠晶体，滤液3含Cr2O72-、CrO42-等，过程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7，
（1）铝热反应中铝失电子总还原剂；
（2）铝、氧化铝溶解生成偏铝酸钠，Cr2O3溶解得到CrO42-，得到溶液Ⅰ中含有CrO42-、AlO2-、OH-；
（3）在Cr2O3参与的反应中，若生成0.4mol CrO42-，反应的离子方程式为：2Cr2O3+8OH-+3O2=4CrO42-+4H2O，据此计算；
（4）①电解熔融氧化铝生成铝和氧气；
②滤渣B受热分解所得物质可以循环利用是碳酸氢钠分解生成的碳酸钠，B为碳酸氢钠晶体；
③结合平衡常数计算；
（5）过程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品是溶液中得到溶质固体，利用物质溶解度分析，K2Cr2O7溶解度比Na2Cr2O7 小，加入氯化钾和稀盐酸蒸发浓缩、降温结晶得到晶体；

解答 解：利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出铬和铝，铬渣加入熔融NaOH、空气，降温水浸，铝、氧化铝溶解生成偏铝酸钠，Cr2O3溶解得到CrO42-，得到溶液Ⅰ中含有CrO42-、AlO2-、OH-，通入二氧化碳调节溶液PH=9沉淀铝离子生成氢氧化铝沉淀，滤渣A为氢氧化铝，滤液2继续通入二氧化碳调节溶液PH=6过滤得到，滤渣B为碳酸氢钠晶体，滤液3含Cr2O72-、CrO42-等，过程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7，
（1）铝热法冶炼金属铬，铝元素化合价0价变化为+3价，是利用了金属铝的还原性，
故答案为：还原性；
（2）铬渣加入熔融NaOH、空气，降温水浸，铝、氧化铝溶解生成偏铝酸钠，Cr2O3溶解得到CrO42-，得到溶液Ⅰ中含有CrO42-、AlO2-、OH-，
故答案为：AlO2-、OH-；
（3）在Cr2O3参与的反应中，反应的离子方程式为：2Cr2O3+8OH-+3O2=4CrO42-+4H2O，若生成0.4mol CrO42-，反应的氧化剂氧气物质的量为0.3mol，
故答案为：0.3 mol；
（4）①滤渣A煅烧得到Al2O3，再用电解法冶炼Al．冶炼Al的化学方程式是2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$3O2↑+4Al，
故答案为：2Al2O3（熔融）$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$3O2↑+4Al；
②滤渣B为碳酸氢钠受热分解所得物质碳酸钠可以循环利用，B是NaHCO3，
故答案为：NaHCO3；
③已知：2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O   K=4.0×1014，滤液3中Cr2O72-的浓度是0.04mol/L，K=$\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（Cr{{O}_{4}}^{2-}）{c}^{2}（{H}^{+}）}$，氢离子浓度c（H+）=10-6mol/L
CrO42-的浓度=$\sqrt{\frac{c（C{r}_{2}{{O}_{7}}^{2-}）}{{c}^{2}（{H}^{+}）K}}$=$\sqrt{\frac{0.04}{1{0}^{-12}×4.0×1{0}^{14}}}$=0.01mol/L，
故答案为：0.01；
（5）过程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7，过程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品的操作是：向滤液③中加入稀盐酸和KCl固体后，蒸发浓缩、降温结晶，
故答案为：向滤液③中加入稀盐酸和KCl固体后，蒸发浓缩、降温结晶；

点评 本题考查了物质分离提纯过程分析判断、物质制备方法、溶度积常数计算、物质溶解度大小比较和应用，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．关于下列各实验装置的叙述中，不正确的是（　　）
A．图①可用于实验室制备少量Cl2或NH3
B．可用从a处加水的方法检验装置②的气密性
C．实验室也可以用装置③收集HCl气体
D．装置④可用于苯萃取碘水中碘的实验，并把碘的苯溶液从漏斗上口倒出
3．下列说法正确的是（　　）
A．室温时，某溶液的 pH小于7，则该溶质一定是酸或强酸弱碱盐
B．室温时，0.1mol•L-1 一元酸 HA的电离平衡常数为1×10-7，则该酸电离度约为0.1%
C．浓度均为 0.01mol•L-1 的 CH3COOH 溶液和 CH3COONa 溶液等体积混合，混合溶液中：（CH3COO- ）+c（CH3COOH）=0.02 mol?L-1
D．在温度不变的情况下，向MgCO3饱和溶液中加入Na2CO3溶液，MgCO3 将会析出，但Ksp不变
20．下列说法正确的是（　　）
A．酸雨和温室效应都与化石燃料的使用有关
B．水体富营养化主要是因为水中含有较多的碳、氮等元素
C．天然气水合物，又称可燃冰，其主要可燃成分是氢气
D．聚酯纤维和光导纤维都是有机高分子材料
7．实验装置如图乙所示，装置B中盛有10.0g的Na2CO3样品[假设杂质不参加反应，原容器中CO2含量可忽略不计，各装置内反应完全．实验室可供选择的试剂盒药品还有锌粒、稀H2SO4、CaCO3、蒸馏水]
 
（1）装置A锥形瓶内盛有锌粒，装置A的作用装置A中产生的氢气推动装置B中的CO2气体，使装置B中的CO2气体全部被装置D中的碱石灰吸收；装置B中的分液漏斗中装有稀硫酸．
（2）若无装置C，实验的结果将偏高，（填“偏高”、“偏低”、“无影响”） 装置E的作用防止空气中的水蒸气、CO2等气体进入装置D中，使装置D中碱石灰的质量增加．
（3）若实验后，装置D的质量增加3.52g，则该样品的纯度为84.8%．
6．某100mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32-、SO42-、Cl-中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下：（所加试剂均过量，气体全部逸出）下列说法正确的是（　　）
A．原溶液一定存在CO32-和SO42-，一定不存在Fe3+
B．原溶液一定存在Cl-和Na+
C．原溶液中c（Cl-）≥0.2mol•L-1
D．若原溶液中c（NH4+）=0.05mol•L-1
13．下列叙述正确的是（　　）
A．常温下向水中加入少量固体硫酸氢钠，c（H+）增大，Kw不变
B．常温下向水中加入稀氨水，水的电离平衡逆向移动，c（OH-）降低
C．常温下向水中加入少量固体CH3COONa，水的电离平衡逆向移动，c（H+）降低
D．常温下将水加热，Kw不变
10．下列说法正确的是：（　　）
①非极性分子中一定含有非极性键；
②S-Sσ键与s-pσ键的电子云形状相同；
③含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同；
④冰中存在极性共价键和氢键两种化学键的作用
⑤Cu（OH）2是一种蓝色的沉淀，既溶于硝酸、浓硫酸，也能溶于氨水中
⑥氨水中大部分NH3与H2O以氢键（用“…”表示）结合成NH3•H2O分子，根据氨水的性质可知NH3•H2O的结构式为
A．①③⑥B．①②⑤C．③⑤⑥D．②③④
11．化学与生活、医疗、生产密切相关．下列物质的俗名与化学式相对应的是（　　）
A．胆矾--FeSO4•7H2OB．钡餐--BaCO3
C．明矾--KAl（SO4）2D．生石膏--CaSO4•2H2O

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