题目内容

18.某研究性学习小组为了变废为宝,用绿矾[FeSO4•7H2O]处理含铬(Cr2O72-)废水,反应中铁元素和铬元素完全转化为沉淀,该沉淀再处理得到磁性材料n molCrxFe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2)(不考虑处理过程中的实际损耗),下列叙述错误的是(  )
A.处理废水中Cr2O72- 的物质量为$\frac{nx}{2}$mol
B.消耗绿矾的物质量为n(2-x)mol
C.反应中发生转移的电子数为3nx mol
D.反应中Cr2O72-被还原

分析 含Cr2O72-废水绿矾[FeSO4•7H2O]处理,Cr元素的化合价由+6价降低为+3价,Fe元素的化合价由+2价升高为+3价,以此来解答.

解答 解:A、根据铬原子守恒,Cr原子为nxmol,故Cr2O72-的物质的量为0.5nx mol,故A正确;
B、由铁元素守恒,消耗硫酸亚铁铵的物质的量为2.5mol,故B错误;
C、因为消耗Cr2O72-的物质的量为0.5nx mol,所以转移电子数为:0.5nx mol×3×2=3nx mol,故C正确;
D、反应中Cr2O72-是氧化剂,被还原,发生还原反应,故D正确;
故选B.

点评 本题考查氧化还原反应,为高频考点,把握反应中元素的化合价变化为解答的关键,侧重氧化还原反应基本概念及转移电子的考查,注意电子守恒及原子守恒的应用,题目难度不大.

练习册系列答案
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6.(一)某化学研究性学习小组讨论Fe3+和SO32-之间发生怎样的反应,提出了两种可能;一是发生氧化还原反应:2Fe3++SO32-+H2O=2Fe2++SO42-+2H+;二是发生双水解反应:2Fe3++3SO32-+6H2O=2Fe2++2Fe(OH)3(胶体)+3H2SO4,为了证明是哪一种反应发生,同学们设计并实施了下列实验,请填写下列空白:
实验Ⅰ:学生选择的实验用品:Na2SO3浓溶液,BaCl2稀溶液,稀盐酸,试管若干,胶头滴管若干,从选择的药品分析,设计这个实验的目的是检验Na2SO3是否变质(或检验Na2SO3溶液中是否混有Na2SO4).
实验Ⅱ:取5mL FeCl3浓溶液于试管中,再滴加入 Na2SO3浓溶液,观察到溶液颜色由黄色变为红棕色,无气泡产生,无沉淀生成,继续加入Na2SO3浓溶液至过量,溶液颜色加深,最终变为红褐色,这种红褐色液体是氢氧化铁胶体向红褐色液体中加入稀盐酸至过量,将所得溶液分为两等份,其中一份加入KSCN溶液变成血红色,反应的离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3.另一份加入BaCl2稀溶液有少量白色沉淀生成,产生该白色沉淀的离子方程式是Ba2++SO42-═BaSO4↓.
实验Ⅲ:换成两种稀溶液重复实验Ⅱ,产生现象完全相同,由上述实验得出的结论是Fe3+与SO32-同时发生氧化还原反应和双水解反应
若在FeCl3溶液中加入Na2CO3浓溶液,观察到红褐色沉淀并且产生无色气体,该反应的化学方程式是2FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl.
从形式上看,Na2CO3和Na2SO3相似,但是从上述实验中可以看出,二者的水溶液与FeCl3溶液反应现象差别很大,分析其可能的原因是:①SO32-有较强的还原性,CO32-没有还原性;②SO32-水解能力较CO32-小.
(二)镍虽不是中学阶段常见的金属元素,但在工业生产中有着重要作用.NiSO4•xH2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于镀镍、电池等,可由电镀废渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得.操作步骤如下:

①向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+等杂质,除去Cu2+的离子方程式为FeS(aq)+Cu2+(aq)=Fe2+(aq)+CuS(aq).
②滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4,加Na2CO3过滤后,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这两步操作的目的是增大NiSO4浓度,富集Ni元素,有利于蒸发结晶.

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