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【题目】红矾钠(重铬酸钠:)是重要的基本化工原料,应用十分广泛。工业制备红矾钠的流程如下:

请回答下列问题:

(1)的基态电子排布式为____________。

(2)锻烧铬铁矿发生反应:____________Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2Fe2O3+Na2CrO4+CO2 配平上述化学反应方程式。

(3)溶液甲中加入H2SO4时,可以观察到溶液由黄色变为橙色,并放出无色气体,有关反应的离子方程式为____________。

(4)制备红矾钠的废水必须进行处理。首先酸化废水,将含+6价铬的酸性废液放入电解槽内,用铁作阳极进行电解,阴极析出H2,阳极产物被氧化然后转化为Cr(OH)3、 Fe(0H)3 沉淀。

①阳极的电极反应式为(不考虑后续反应):____________。

②溶液中金属离子在阴极区可沉淀完全,从水的电离平衡角度解释其原因:______。

③已知某含的酸性废水中Cr元素的含量是52.5mg/L,处理后Cr元素最高允许 排量为0.5 mg/L。要处理100 m3废水达到排放标准,至少消耗铁_____kg。

【答案】1s22s22p63s23p63d3或[Ar] 3d3 4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O22Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 2 CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O、CO32-+2H+==CO2↑+H2O Fe-2e-==Fe2+ 阴极区水电离出的H+得电子产生H2,促进水的电离平衡正向移动,使溶液OH-浓度增大 16.8

【解析】

(1)Cr为24号元素,位于周期表中第四周期VIB族;

(2)利用化合价升降法配平;

(3)加入硫酸时,碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,铬酸根在酸性环境下可以变成重铬酸根,黄色溶液逐渐变成橙色;

(4)①铁作阳极时,铁失电子生成亚铁离子;

②阴极为水得电子生成氢气和氢氧根离子,破坏水的电离平衡;

③根据6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++ 2Cr3++7H2O计算。

(1)Cr为24号元素,位于周期表中第四周期VIB族,基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3;

(2)反应中,Fe化合价由+2变为+3价,Cr由+3价变为+6价,1molFe(CrO2)2失去7mol电子,O2化合价由0价变为-2价,1molO2得到4mol电子,最小公倍数为28,则方程式为4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O22Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2;

(3)加入硫酸时,碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,铬酸根在酸性环境下可以变成重铬酸根,黄色溶液逐渐变成橙色,则反应的离子方程式为2 CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O、CO32-+2H+==CO2↑+H2O;

(4)①铁作阳极时,铁失电子生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-==Fe2+;

②阴极为水得电子生成氢气和氢氧根离子,反应式为2H2O-2e-=H2↑+2OH-,破坏水的电离平衡,溶液中氢离子浓度减小,OH-浓度增大;

③阳极产生的亚铁离子与Cr2O72-反应生成铁离子、铬离子,n(Fe2+):n(Cr2O72-)=6:1,溶液中减少m(Cr3+)=100×103L×(52.5mg/L-0.5mg/L)10-3g/mg =5200g,减少Cr元素的质量=5200g/52g/mol=100mol,则n(Fe2+)=300mol,消耗铁的质量为300mol56g/mol=16800g=1.68kg。

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【题目】某化学实验小组欲制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾并用离子交换法测定其配离子的电荷,实验过程如下:

Ⅰ.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备

①称取,加数滴,另称取,分别以蒸馏水溶解,将两溶液缓慢混合并加热至沸,搅拌并维持微沸约后停止加热,此时有晶体产生,待充分沉降后过滤,以热蒸馏水洗涤沉淀。

②称取,加蒸馏水,微热使其溶解,将该溶液加至已洗净的中,将盛该混合物的容器置于40℃热水中,以滴管缓慢加入约,边加边搅拌,加完后,需检验是否氧化彻底。

③在生成的同时也有生成,需在微沸情况下补加溶液,将其进一步转化为。向所得绿色溶液中加入乙醇,将一小段棉线悬挂在溶液中,一端固定好,盖好烧杯,暗处放置数小时,即有析出,抽滤,向晶体上滴加少许乙醇,继续抽干,转移至表面皿上,低温干燥,称重,计算产率。

回答下列问题:

(1)步骤①中加硫酸的作用是___________,如何证明沉淀已洗净________________________。

(2)步骤②中,检验所用的试剂是______________,不能用酸性溶液检验的理由是_____________________。

(3)写出步骤③中转化为的化学反应方程式_____________。

Ⅱ.离子交换法测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾中配离子的电荷

原理:利用离子交换树脂对某些离子具有特别的亲和力,当含有这些离子的溶液流过交换树脂时,会吸附在树脂上,树脂上原有的另一类同种电性离子会被溶液带出,从而实现离子的完全交换。

实验步骤:将准确质量的样品溶于水后,使其完全通过型离子交换树脂,样品中配离子即与氯离子实现交换。

(4)若流出的交换液中,被交换配离子n(配离子),则该配离子的负电荷数为___________________。

(5)以沉淀滴定法测定:将流出液稀释至,取,以为指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。

①溶解度________(填“大于”或“小于”)。

②若离子交换步骤称取的样品物质的量为,该样品中配离子所带的负电荷数为______________。

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