精英家教網(wǎng) > 高中化學(xué) > 題目詳情
1.重鉻酸鹽廣泛用作氧化劑、皮革制作等.以鉻礦石(主要成分是Cr2O3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制取重鉻酸鈉的流程如圖1:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)固體殘?jiān)饕呛F元素的氧化物.在高溫焙燒時(shí)生成Na2CrO4的化學(xué)方程式2Cr2O3+4Na2CO3+3O2高溫_4Na2CrO4+4CO2;
(2)操作Ⅱ中通入過(guò)量CO2生成沉淀的離子方程式分別為:SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-.
(3)下列儀器在分離出含Na2CrO4溶液的操作中,不需要的是ACE.
A.酒精燈 B.燒杯 C.蒸發(fā)皿 D.漏斗 E.冷凝管
(4)用硫酸酸化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2CrO42-+2H+=Cr2072-+H20.
(5)工業(yè)酸性廢水中的Cr2O72-通常以鐵做電極,采用電 解法除去.在如圖2所示的裝置中:
①電極A區(qū)Cr2O72-(Cr2O72-還原為Cr3+)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Cr2072-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H20;
②假設(shè)一段時(shí)間后,所得溶液中Fe3+和Cr3+的物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L,要使Fe3+沉淀完全而Cr3+還未開(kāi)始沉淀.則需調(diào)節(jié)溶液 pH的范圍是3.2~4.3之間.(已知:KSPFe(OH)3=4.0×10-38,KSPCr(OH)3=6.0×10-31,lg\root{3}{0.4}=-0.1,lg\root{3}{4}=0.2,lg\root{3}{6}=0.3,lg\root{3}{60}=0.6)
分析 以鉻礦石(主要成分是Cr2O3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料,加入碳酸鈉和氧氣高溫灼燒發(fā)生反應(yīng)生成鉻酸鈉,二氧化碳,水浸后過(guò)濾得到濾渣FeO,濾液為Na2CrO4,Na2SiO3,NaAlO2;調(diào)節(jié)溶液PH沉淀硅酸跟離子和偏鋁酸根離子,過(guò)濾得到濾液Na2CrO4,加入硫酸酸化生成重鉻酸鈉溶液,通過(guò)提純得到重鉻酸鈉,以此來(lái)解答;
(1)水洗后的溶液里含有Na2CrO4,Na2SiO3,NaAlO2,結(jié)合質(zhì)量守恒定律及礦石的成分,可知?dú)堅(jiān)某煞掷锖需F,純堿和Cr2O3生成Na2CrO4的同時(shí)得到CO2氣體;
(2)過(guò)量的CO2生成的鹽是NaHCO3,同時(shí)得到弱酸硅酸和氫氧化鋁沉淀;
(3)通過(guò)過(guò)濾分離出含Na2CrO4溶液,只需要漏斗和燒杯及玻璃棒,可判斷出不需要的儀器;
(4)硫酸酸化的目的是將Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7,同時(shí)有水生成,據(jù)此寫出反應(yīng)方程式,再改寫成離子方程式;
(5)①電極A區(qū)將Cr2O72-還原為Cr3+,發(fā)生的是還原反應(yīng),而A極區(qū)為陽(yáng)極,應(yīng)該發(fā)生的是氧化反應(yīng),可見(jiàn)鐵為陽(yáng)極,發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe2+,再將Cr2O72-還原為Cr3+,同時(shí)得到Fe3+;
②可結(jié)合溶度積常數(shù)KSPFe(OH)3=4.0×10-38,KSPCr(OH)3=6.0×10-31,計(jì)算出Fe3+沉淀完全時(shí)溶液的pH及Cr3+開(kāi)始沉淀時(shí)的溶液pH就可以得出pH的范圍.
解答 解:以鉻礦石(主要成分是Cr2O3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料,加入碳酸鈉和氧氣高溫灼燒發(fā)生反應(yīng)生成鉻酸鈉,二氧化碳,水浸后過(guò)濾得到濾渣FeO,濾液為Na2CrO4,Na2SiO3,NaAlO2;調(diào)節(jié)溶液PH沉淀硅酸跟離子和偏鋁酸根離子,過(guò)濾得到濾液Na2CrO4,加入硫酸酸化生成重鉻酸鈉溶液,通過(guò)提純得到重鉻酸鈉;
(1)由上述分析可知,濾渣為FeO,則固體殘?jiān)饕呛F元素的氧化物,在高溫焙燒時(shí)生成Na2CrO4的化學(xué)方程式為2Cr2O3+4Na2CO3+3O2高溫_4Na2CrO4+4CO2,故答案為:鐵(或Fe); 2Cr2O3+4Na2CO3+3O2高溫_4Na2CrO4+4CO2;
(2)操作Ⅱ中通入過(guò)量CO2生成沉淀的離子方程式分別為SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2 HCO3-、AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,故答案為:SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3-;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(3)分離出含Na2CrO4溶液,需要過(guò)濾,儀器為漏斗、燒杯、玻璃棒,不需要ACE,故答案為:ACE;
(4)用硫酸酸化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2CrO42-+2H+=Cr2072-+H20,故答案為:2CrO42-+2H+=Cr2072-+H20;
(5)工業(yè)酸性廢水中的Cr2O72-通常以鐵做電極,則Fe為陽(yáng)極,失去電子生成亞鐵離子,具有還原性,
①電極A區(qū)Cr2O72-(Cr2O72-還原為Cr3+)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Cr2072-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H20,故答案為:Cr2072-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H20;
②反應(yīng)后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L,要使Fe3+沉 淀完全而Cr3+還未開(kāi)始沉淀,需要c(Fe3+)=10-5mol/l時(shí)鐵離子沉淀完全,由溶度積常數(shù)Ksp=c(Fe3+)c3(OH-),c3(OH-)=4.0×10−381×10−5=4.0×10-33 ,c(OH-)=\root{3}{4.0×1{0}^{-33}}=\root{3}{4}×10-11mol/L,c(H+)=10−14c(OH−)=10−14100.2×10−11=10-3.2,pH=-lgc(H+)=3.2;
Cr3+還未開(kāi)始沉淀,c(Cr3+)=0.1mol/L,Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)=6.0×10-31,c3(OH-)=6.0×10−310.1=6.0×10-30;c(OH-)=\root{3}{6}×10-10mol/L,c(H+)=10−14100.3×10−10=10-4.3mol/L,pH=-lgc(H+)=4.3,
則要使Fe3+沉淀完全而Cr3+還未開(kāi)始沉淀.則需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是3.2~4.3,
故答案為:3.2~4.3之間.
點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物分離提純的綜合應(yīng)用,為高頻考點(diǎn),把握流程中的反應(yīng)及混合物分離提純方法等為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析與應(yīng)用及計(jì)算能力的考查,綜合性較強(qiáng),題目難度中等.
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相關(guān)習(xí)題
科目:高中化學(xué)
來(lái)源:
題型:解答題
15.氮元素可形成鹵化物、疊氮化物及絡(luò)合物等.
(1)氫疊氮酸(HN3)是一種弱酸,它的酸性類似于醋酸,微弱電離出H+和N3-.
①與N3-互為等電子體的分子有:N2O或CO2或CS2或BeCl2,由此可推知N3-的立體構(gòu)型是直線型.
②疊氮化物、氰化物能與Fe3+及Cu2+及Co3+等形成絡(luò)合物,如:[Co(N3)(NH3)5]SO4、Fe(CN)64-.寫出鈷原子在基態(tài)時(shí)的電子排布式:[Ar]3d74s2;[Co(N3)(NH3)5]SO4中鈷離子的配位數(shù)為6;CN-的電子式是
.
(2)由疊氮化鈉(NaN3)熱分解可得純N2:2NaN3(s)=2Na(l)+3N2(g),有關(guān)說(shuō)法正確的是BC (選填序號(hào))
A.NaN3與KN3結(jié)構(gòu)類似,前者晶格能較小
B.第一電離能(I1):N>P>S
C.鈉晶胞結(jié)構(gòu)如圖1,該晶胞分?jǐn)?個(gè)鈉原子
D.氮?dú)獬叵潞芊€(wěn)定,是因?yàn)榈碾娯?fù)性大
(3)金屬鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式,晶胞分別如圖2所示.面心立方晶胞和體心立方晶胞中實(shí)際含有的Fe原子個(gè)數(shù)之比為2:1.
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科目:高中化學(xué)
來(lái)源:
題型:填空題
16.用NaCl固體配制100mL 1mol/LNaCl溶液的操作步驟有:
①洗滌 ②計(jì)算 ③稱量 ④搖勻 ⑤溶解 ⑥定容 ⑦冷卻 ⑧轉(zhuǎn)移 ⑨振蕩 ⑩裝瓶貼簽,
其中正確的順序?yàn)镃
A.②③①④⑦⑤⑥⑧⑨⑩B.②③④⑤⑥①⑧⑨⑦⑩C.②③⑤⑦⑧①⑨⑥④⑩
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科目:高中化學(xué)
來(lái)源:
題型:解答題
9.已知T℃、P kPa時(shí),在容積為V L密閉容器內(nèi)充有1mol A和1 mol B.保持恒溫恒壓,使反應(yīng):A(g)+B(g)?C(g) 達(dá)到平衡時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)為40%.試回答有關(guān)問(wèn)題:
(1)欲使溫度和壓強(qiáng)在上述條件下恒定不變,在密閉容器內(nèi)充入2mol C,則反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),容器的容積為107VL,C的體積分?jǐn)?shù)為40%.
(2)若另選一容積固定不變的密閉容器,仍控制溫度為T℃,使1mol A和1mol B反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),C的體積分?jǐn)?shù)仍為40%,則該密閉容器的容積為57VL.
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科目:高中化學(xué)
來(lái)源:
題型:解答題
16.現(xiàn)有反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?CO2 (g)+H2(g)△H<0,在850℃時(shí),平衡常數(shù)K=1,現(xiàn)在850℃下,向2L的密閉容器中充入CO、H2O(g)各4mol,回答下列問(wèn)題:
(1)當(dāng)CO轉(zhuǎn)化率為25%時(shí),該反應(yīng)是否達(dá)平衡,向哪個(gè)方向進(jìn)行?
(2)達(dá)平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化率為多少?
(3)平衡時(shí),H2的體積分?jǐn)?shù)為多少?
(4)平衡時(shí),混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為多少?
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科目:高中化學(xué)
來(lái)源:
題型:解答題
6.七鋁十二鈣(12CaO•7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下:

(1)鍛粉主要含MgO和CaO,用適量NH4NO3溶液浸取煅粉后,鎂化合物幾乎不溶,或?yàn)V液Ⅰ中c(Mg2+)小于5×10-6mol•L-1,則溶液pH大于11[Mg(OH)2的Ksp=5×10-12];該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是CaSO4微溶于水,用(NH4)2SO4代替NH4NO3,會(huì)生成CaSO4沉淀引起Ca2+的損失.
(2)濾液Ⅰ中的陰離子有NO3-,OH-(忽略雜質(zhì)成分的影響);若濾液Ⅰ中僅通入CO2,會(huì)生成Ca(HCO3)2,從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低.
(3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜,反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+2OH-═2AlO2-+H2O.
(4)電解制備Al(OH)3時(shí),電極分別為Al片和石墨,電解總反應(yīng)方程式為2Al+6H2O電解_2Al(OH)3↓+3H2↑.
(5)一種可超快充電的新型鋁電池,充放電時(shí)AlCl4-和Al2Cl7-兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化,其它離子不參與電極反應(yīng),放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為Al-3e-+7AlCl4-=4Al2Cl7-.
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科目:高中化學(xué)
來(lái)源:
題型:解答題
13.我國(guó)化工專家侯德榜的“侯氏制堿法”曾為世界制堿工業(yè)做出了突出貢獻(xiàn).他以NaCl、NH3、CO2等為原料先制得NaHCO3,進(jìn)而生產(chǎn)出純堿.有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NH3+CO2+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl;2NaHCO3△_Na2CO3+CO2↑+H2O
回答下列問(wèn)題:
(1)氨氣、二氧化碳與飽和食鹽水反應(yīng),能析出碳酸氫鈉晶體的原因是c(填字母標(biāo)號(hào)).
a.碳酸氫鈉難溶于水 b.碳酸氫鈉受熱易分解
c.碳酸氫鈉的溶解度相對(duì)較小,所以在溶液中首先結(jié)晶析出
(2)某探究活動(dòng)小組根據(jù)上述制堿原理,進(jìn)行碳酸氫鈉的制備實(shí)驗(yàn),同學(xué)們按各自設(shè)計(jì)的方案實(shí)驗(yàn).
①一位同學(xué)將二氧化碳?xì)怏w通入含氨的飽和食鹽水中制備碳酸氫鈉,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(圖中夾持、固定用的儀器未畫出).

試回答下列有關(guān)問(wèn)題:
(Ⅰ)乙裝置中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液;
(Ⅱ)丁裝置中稀硫酸的作用是吸收未反應(yīng)的NH3;
(Ⅲ)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,分離出NaHCO3 晶體的操作是過(guò)濾(填分離操作的名稱).
②另一位同學(xué)用圖中戊裝置(其它裝置未畫出)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
(Ⅰ)實(shí)驗(yàn)時(shí),須先從a管通入NH3 氣體,再?gòu)腷管中通入CO2氣體;
(Ⅱ)有同學(xué)建議在戊裝置的b管下端連接己裝置,理由是增大氣體與溶液接觸面積,提高CO2吸收率.
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科目:高中化學(xué)
來(lái)源:
題型:選擇題
10.除去粗鹽中的不溶性固體可用過(guò)濾的方法,該操作中不需要用到的儀器是( �。�A. 蒸發(fā)皿 B. 玻璃棒 C. 燒杯 D. 漏斗
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科目:高中化學(xué)
來(lái)源:
題型:選擇題
11.某實(shí)驗(yàn)小組用一定量的鐵與足量的稀硫酸及足量的CuO制取單質(zhì)銅,設(shè)計(jì)以下兩種方案:
方案一:Fe稀硫酸→H2 氧化銅→Cu
方案二:CuO稀硫酸→CuSO 4鐵→Cu
根據(jù)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)方法和操作規(guī)則,這兩種方案制得單質(zhì)銅的質(zhì)量關(guān)系為( �。�A. 相等 B. 方案一多 C. 方案二多 D. 無(wú)法判斷
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