3.铬是极硬的银白色金属,主要用于冶炼各种合金钢和电镀.已知铬在自然界最重要的矿物是铬铁矿[Fe(CrO22或FeO.Cr2O3],工业上制备较纯的金属铬的方法常用铝热法,其中一种简要流程.

(1)如果在实验室模拟操作①,应包括过滤和洗涤.实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒向过滤器中加水至浸没沉淀,待水自然流尽后重复2-3次.
(2)完成流程图中铬铁矿焙烧时的化学反应方程式4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na2CrO4+8CO2+2Fe203
(3)重铬酸钾为橙红色晶体,广泛用于鞣革、电镀、有机合成等领域.鞣革过程中,生皮中蛋白质发生了变性而变得经久耐用.工业科用电解法来处理含Cr2O72-废水,实验室利用如图装置模拟该法.电解过程中溶液里发生反应:Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O.若某一时间段内溶液中减少了0.1molCr2O72-,则这段时间电路中至少转移了0.12mol电子
(4)已知:
①25℃时Na2CrO4溶液中仅存在两种含铬离子(CrO42-、Cr2O72-),在溶液中存在:
2CrO42-(黄色)+2H+?Cr2O72-(橙色)+H2O  K=5×1014
②25℃时,BaCr2O7易溶于水,BaCrO4难溶于水,且Ksp(BaCrO4)=1×10-10
Ⅰ.第①步反应的下列状态一定达到平衡的是c
a.Cr2O72-和CrO42-的浓度相同
b.2v(Cr2O72-)-v(CrO42-
c.溶液的颜色保持不变
Ⅱ.若将0.2mol/L的Na2CrO4溶液和一定浓度的硝酸等体积混合,充分混合后溶液的pH=2,则此时溶液中两种含铬离子浓度之比$\frac{c(C{r}_{2}{O}_{7}^{2-})}{c(Cr{O}_{4}^{2-})}$的近似值5×109,取此混合液1ml与1mL2mol/L的BaCl2溶液混合,试判断混合溶液能(填“能”或“不能”)生成沉淀.
20.己二酸是合成高分子化合物尼龙-66的原料.某学习小组拟在实验室以环己醇为原料制备己二酸.反应原理如下:
3+8HNO3$\stackrel{一定条件}{→}$3HOOC(CH34COOH+8NO↑+7H2O
反应装置(部分夹持装置和加热装置已省略)如图所示.
实验步骤:
步骤1:在三颈瓶中加入16.0mL50%硝酸(ρ=1.31g•cm-3)和微量(0.01g)偏钒酸铵,三颈瓶的正口安装电动搅拌器,两侧口分别安装仪器a和b.用仪器a滴加5.3mL环己醇,仪器b另一端连接气体吸收装置,用烧碱作吸收溶液.
步骤2:首先将三颈瓶内液体加热到50℃左右,开动搅拌器,滴入环己醇(ρ=0.9624g•cm-3),使反应处于微沸状态.滴加完毕后于90℃左右水浴加热20分钟,至反应完毕.
步骤3:趁热倒出三颈瓶中的混合液于烧杯内,将烧杯静置于冰水浴中冷却析出产品,过滤,用少量冷水洗涤,干燥后称重.
步骤4:将粗产品在水中进行重结晶操作,最终得到5.6g产品.
请回答下列问题:
(1)使用仪器b的目的是起冷凝、回流作用;向三颈瓶中加入环己醇的操作是先打开分液漏斗上口的塞子,再打开活塞,缓慢滴入环己醇.
(2)如果向三颈瓶种快速一次性加入环己醇,产率会减小(填“增大”、“减小”或“不变”,下同);本实验若用发烟硝酸替代50%硝酸,产率会减小.
(3)下列有关加入偏钒酸铵的说法合理的是C.
A.避免副产品生成        B.提高产品的产率
C.提高合成产品的速率    D.防加热时溶液暴沸
(4)步骤3中用“冷水”洗涤,不用热水洗涤,其目的是己二酸随着温度的降低溶解度减小,用“冷水”洗涤己二酸减少溶解,热水洗涤己二酸会溶解.
(5)烧碱溶液吸收空气的尾气,最终只生成一种最高价态盐.写出该反应的离子方程式:4NO+3O2+4OH-=4NO3-+2H2O.
(6)该实验的产率约为73.2%.
18.钒(V)是重要的战略资源,广泛应用于钢铁、航空、化工等行业.石煤是低品位的含钒矿石,其中钒元素主要以VO2、V2O3、V2O5形式存在.工业上以石煤为原料,采用钙化焙烧提钒和钠化焙烧提钒的部分工艺如下:

(注:固体1和溶液1含钒物质的主要成分相同.)
回答下列问题:
(1)“钙化焙烧提钒”工艺中,可能用到的工业设备有AB.
A.离心机        B.焙烧炉       C.离子交换柱        D.分馏塔
(2)“钙化焙烧提钒”工艺中,VO2、V2O3均被氧化为V2O5,再与CaO反应.
①由V2O3得到Ca(VO32的化学方程式为V2O3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$V2O5,V2O5+CaO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ca(VO32.在此生产工艺中,CaO可用CaCO3替代.
②“浸取”操作中反应的离子方程式为Ca(VO32+CO32-=CaCO3↓+2VO3-.[已知Ca(VO32在水中的溶解度很小]
③NH4VO3焙烧时产生的碱性气体A可循环利用,具体措施是用盐酸吸收碱性气体生成氯化铵用于中性沉钒.
(3)“钠化焙烧提钒”工艺中,固体1的含钒物质化学式为NaVO3.其焙烧过程需通入空气,反应的气体产物Cl2、HCl会污染环境,可用NaOH(填化学式)吸收以达到循环利用的目的.
(4)以V2O5为原料,通过铝热反应冶炼钒,化学方程式为10Al+3V2O5$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al2O3.某石煤中矾元素的含量为1.2%,使用“钠化焙烧提钒”工艺,矾的总回收率为77%,则10t石煤理论上最多可以生产0.092t金属钒.(计算结果保留2位有效数字)
17.一种磁性材料的磨削废料(含镍质量分数约21%)主要成分是铁镍合金,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物.由该废料制备纯度较高的氢氧化镍,工艺流程如下:

回答下列问题:
(1)合金中的镍难溶于稀硫酸,“酸溶”时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸,反应有N2生成.写出金属镍溶解的离子方程式5Ni+12H++2NO3-=5Ni2++N2↑+6H2O.
(2)“除铁”时H2O2的作用是将亚铁离子氧化为铁离子,为了证明添加的H2O2已足量,应选择的试剂是铁氰化钾(填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)溶液.黄钠铁矾[NaxFey(SO4m(OH)n]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点,则x:y:m:n=1:3:2:6.
(3)“除铜”时,反应的离子方程式为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+,若用Na2S或Na2S2O3代替H2S除铜,优点是无易挥发的有毒气体硫化氢污染环境.
(4)已知除杂过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量为理论用量的1.1倍,用量不宜过大的原因是过量的F-离子生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器.
(5)100kg废料经上述工艺制得Ni(OH)2固体的质量为31kg,则镍回收率的计算式为$\frac{31×59}{93×21}$×100%.
(6)镍氢电池已成为混合动力汽车的主要电池类型,其工作原理如下:
M+Ni(OH)2$?_{放电}^{充电}$MH+NiOOH式中:M-贮氢合金  MH-金属氢化物
(式中M为储氢合金)
写出电池放电过程中正极的电极反应式NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
 0  155457  155465  155471  155475  155481  155483  155487  155493  155495  155501  155507  155511  155513  155517  155523  155525  155531  155535  155537  155541  155543  155547  155549  155551  155552  155553  155555  155556  155557  155559  155561  155565  155567  155571  155573  155577  155583  155585  155591  155595  155597  155601  155607  155613  155615  155621  155625  155627  155633  155637  155643  155651  203614 

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