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【题目】以某铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、SiO2等杂质)为原料生产Cr2O3的流程如下:

已知:Cr2O72-+H2O 2CrO42-+2H+,Ksp[Cr(OH)3] =6.4×10-31,lg2 = 0.3

(1)步骤①中为了提高反应速率应该采取的措施有____、_____。(写2种)

(2)焙烧时Cr2O3被氧化成Na2CrO4,配平下面的化学方程式,并用单线桥表示电子转移的方向和数目:

Na2CO3+ Cr2O3+ O2 Na2CrO4 + CO2,______________

(3)流程中沉淀2为_________(填化学式)

(4)步骤④发生的反应中Cr2O72-和蔗糖(C12H22O11)的物质的量之比为_____。

(5)步骤⑤中为了使Cr3+完全沉淀[此时,c(Cr3+)≤10-5mol·L-1],pH至少调至____。

(6)滤液3中的主要溶质是两种盐,化学式为_________、________。

(7)另一种制取Cr(OH)3的工艺是将NaCrO2溶解后通入CO2得到更为纯净的Cr(OH)3,则NaCrO2溶液与过量CO2反应的离子方程式为_____________________。。

【答案】 适当升温 粉碎铬矿石或搅拌等合理答案 H2SiO3 8:1 5.6 (NH4)2SO4 Na2SO4 CrO2- + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3-

【解析】(1)步骤①中为了提高反应速率应该采取的措施有适当升温 、粉碎铬矿石或搅拌等;正确答案: 适当升温 、粉碎铬矿石。

(2)Cr元素由+3价升高到+6价,氧元素由0价降低到-2价,根据元素得失电子数相等规律,找出最小公倍数,填系数最后根据原子守恒进行其他物质的配平。根据所填系数,可知该反应共转移电子12e-;单线桥注意是还原剂把电子给了氧化剂;正确答案:

(3)二氧化硅与纯碱加热反应生成硅酸钠,加入稀硫酸后,产生了硅酸沉淀;正确答案:H2SiO3。

(4)根据流程分析看出:设Cr2O72-有xmol, C12H22O11有y mol,根据电子守恒:x×2×(6-3)=y×12×(4-0),解之得x:y=8:1;正确答案:8:1。

(5)根据Ksp[Cr(OH)3] = c(Cr3+)×c3(OH-)=10-5×c3(OH-)=6.4×10-31,c3(OH-)=6.4×10-26mol/L,c(OH-)=4×10-9mol/L, c(H+)=1/4×10-5mol/L, 已知lg2 = 0.3,pH=6-0.3=5.7;正确答案:5.6或5.7(近似值)

(6)整个流程中加入了碳酸钠、加入了硫酸,经过一系列反应后,溶液中剩下钠离子和硫酸根离子,加入氨水后,剩余铵根离子,因此滤液3中的主要溶质是两种盐,化学式为(NH4)2SO4 、 Na2SO4 ; 正确答案:NH4)2SO4 、Na2SO4。

(7)利用强酸制备弱酸的规律:NaCrO2溶液与过量CO2反应生成碳酸氢钠和Cr(OH)3,离子方程式:CrO2- + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3-;正确答案:CrO2- + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3-。

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