题目内容

16．碱式硫酸铬可用于皮革、印染等行业．
Ⅰ．以含铬废渣（主要含Cr3+，还含Fe2+、Fe3+等杂质）为原料制备水溶性碱式硫酸铬[Cr（OH）SO4]的步骤如下：
（1）酸浸　取一定量含铬废渣，加入硫酸，水浴加热，搅拌，待反应完全后过滤，用氨水调节溶液pH至约2.0．水浴加热的优点是受热均匀，温度易于控制．
（2）除铁　向浸取液鼓入空气，发生反应的离子方程式是4Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O．由图可知，继续加氨水，调节终点pH为3.0的原因是铁的去除率很高，而铬的去除率不是很高．
（3）沉铬　向除铁后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH，生成Cr（OH）3．Cr3+完全沉淀时溶液中c（OH-）应不小于4×10-9mol•L-1．
已知：c（Cr3+）＜10-5 mol•L-1，即认为沉淀完全；Ksp[Cr（OH）3]=6.410-31
（4）合成　采用一步法合成碱式硫酸铬，干燥即得产品．
（5）检测　产品中含有微量CrO42-，测定其含量时，可用TBP溶剂萃取溶液中的CrO42-．选择TBP作为萃取剂的理由是CrO42-在TBP中的溶解度大于其在水中的溶解度，且TBP不溶于水．
Ⅱ．酸性条件下，蔗糖还原重铬酸钠也可制备水溶性碱式硫酸铬．
（1）该反应的化学方程式为：
Na2Cr2O7+NaHSO4+C12H22O11-→Cr（OH）SO4+Na2SO4+H2O+CO2↑（未配平）
反应中1mol C12H22O11能还原Na2Cr2O7的物质的量是8mol．
（2）将生成液降温至17℃以下，静置，过滤，在80℃时蒸发滤液，得到标准的工业产品，该产品中混有的主要杂质是Na2SO4．

分析 Ⅰ．（1）水浴加热可保持恒定的温度，防止温度过高或过低；
（2）亚铁离子易被氧气氧化生成铁离子，由图可知pH为3.0铁的去除率较大；
（3）结合c（Cr3+）×c（OH-）3=Ksp[Cr（OH）3]计算；
（5）作为萃取剂与离子在不同溶剂中的溶解性差异有关；
Ⅱ．酸性条件下，蔗糖还原重铬酸钠也可制备水溶性碱式硫酸铬．
（1）根据反应Na2Cr2O7+NaHSO4+C12H22O11→Cr（OH）SO4+Na2SO4+H2O+CO2↑可知，C12H22O11中碳的化合价从0价升高到+4价，Na2Cr2O7中铬从+6价降为+3价，根据电子得失守恒可计算出1mol C12H22O11能还原Na2Cr2O7的物质的量；
（2）生成液中含有Cr（OH）SO4、Na2SO4，蒸发滤液后得到Cr（OH）SO4产品中混有的主要杂质是Na2SO4．

解答 解：Ⅰ．（1）酸浸取一定量含铬废渣，加入硫酸，水浴加热，搅拌，待反应完全后过滤，用氨水调节溶液pH至约2.0，水浴加热的优点是受热均匀，温度易于控制，
故答案为：受热均匀，温度易于控制；
（2）除铁向浸取液鼓入空气，发生反应的离子方程式是4Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O，由图可知，继续加氨水，调节终点pH为3.0的原因是铁的去除率很高，而铬的去除率不是很高，
故答案为：4Fe2++O2+4H+=2Fe3++2H2O；铁的去除率很高，而铬的去除率不是很高；
（3）c（Cr3+）＜10-5 mol/L，即认为沉淀完全，Ksp[Cr（OH）3]=6.4×10-31，由c（Cr3+）×c（OH-）3=Ksp[Cr（OH）3]可知Cr3+完全沉淀时溶液中c（OH-）应不小于$\root{3}{\frac{6.4×10{\;}^{-31}}{10{\;}^{-5}}}$=4×10-9mol/L，故答案为：4×10-9；
（5）检测产品中含有微量CrO42-，测定其含量时，可用TBP溶剂萃取溶液中的CrO42-．选择TBP作为萃取剂的理由是CrO42-在TBP中的溶解度大于其在水中的溶解度，且TBP不溶于水，
故答案为：CrO42-在TBP中的溶解度大于其在水中的溶解度，且TBP不溶于水．
Ⅱ．酸性条件下，蔗糖还原重铬酸钠也可制备水溶性碱式硫酸铬．
（1）根据反应Na2Cr2O7+NaHSO4+C12H22O11→Cr（OH）SO4+Na2SO4+H2O+CO2↑可知，C12H22O11中碳的化合价从0价升高到+4价，1mol C12H22O11能失48mol电子，Na2Cr2O7中铬从+6价降为+3价，1mol Na2Cr2O7能得6mol电子，根据电子得失守恒可知，1mol C12H22O11能还原Na2Cr2O7的物质的量为8mo，
故答案为：8；
（2）生成液中含有Cr（OH）SO4、Na2SO4，蒸发滤液后得到Cr（OH）SO4产品中混有的主要杂质是Na2SO4，
故答案为：Na2SO4．

点评 本题考查制备实验方案的设计，为高考考点，把握发生的反应、溶度积计算、萃取原理为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大

练习册系列答案
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（2）若反应产物水分子中有同位素18O，写出能表示反应前后18O位置的化学方程式C6H5CO18OH+CH3OHC6H5COOCH3+H218O．
（3）甲和乙两位同学分别设计了如图1所示的两套实验室合成苯甲酸甲酯的装置（夹持仪器和加热仪器均已略去）．

根据有机物的沸点，最好采用甲（填“甲”或“乙”）装置．理由是甲中有冷凝回流装置．
（4）反应物CH3OH应过量，理由是反应物CH3OH过量，使平衡向右移动，有利于提高苯甲酸的转化率．
Ⅱ．粗产品的精制
（5）苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，现拟用如图2流程图进行精制，请在流程图中方括号内填入操作方法的名称．
（6）通过计算，苯甲酸甲酯的产率为65%．
8．（1）CH2═CHCH（CH3）2系统命名法命名为3-甲基-1-丁烯．
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（4）某烃分子式为C6H14，若该烃不可能由炔烃与氢气加成得到则该烃的结构简式为（CH3）2CHCH（CH3）2．
5．钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，四川攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富．如下图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染．

请填写下列空白：
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（3）已知：①Mg（s）+Cl2（g）═MgCl2（s）；△H=-641kJ/mol；②Ti（s）+2Cl2（g）═TiCl4（s）；△H=-770kJ/mol．下列说法正确的是C．
A．Mg的燃烧热为641kJ/mol
B．Ti的能量一定比TiCl4高
C．等质量的Mg（s）、Ti（s）与足量的氯气反应，前者放出的热量多
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（4）在上述产业链中，合成192t甲醇理论上需额外补充H210t（不考虑生产过程中物质的任何损失）．
（5）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池．该电池中负极上的电极反应式是CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O．
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