Question

重鉻酸鈉俗稱紅礬鈉（Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的化工產(chǎn)品和強(qiáng)氧化劑。工業(yè)制備的流程如下：

 

請(qǐng)回答：

（1）已知Fe（CrO₂）₂中鉻元素是+3價(jià)，則Fe（CrO₂）₂中鐵元素是____價(jià)。

（2）化學(xué)上可將某些鹽寫成氧化物的形式，如Na₂SiO₃可寫成Na₂O·SiO₂，則Fe（CrO₂）₂可寫成____。

（3）煅燒鉻鐵礦時(shí)，礦石中難溶的Fe（CrO₂）₂生成可溶于水的Na₂CrO₄，反應(yīng)化學(xué)方程式如下：

 

為了加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率，可采取的措施是____。

（4）已知CrO₄^2—在不同的酸性溶液中有不同的反應(yīng)，如：

 

①往混合溶液甲中加入硫酸必須適量的原因是____。

②混合溶液乙中溶質(zhì)的化學(xué)式是____。

（5）+3、+6價(jià)鉻都有很強(qiáng)的毒性，+6價(jià)鉻的毒性更高，可誘發(fā)肺癌和鼻咽癌，所以制取紅礬鈉后的廢水中含有的Cr₂O₇^2—必須除去。工業(yè)上可用電解法來(lái)處理含Cr₂O₇^2—的廢水，下圖為電解裝置示意圖（電極材料分別為鐵和石墨）。通電后，Cr₂O₇^2—在b極附近轉(zhuǎn)變?yōu)镃r³⁺，一段時(shí)間后Cr³⁺最終可在a極附近變成Cr（OH）₃沉淀而被除去。

a電極的電極反應(yīng)式是                       ，

b電極附近反應(yīng)的離子方程式是                         。

 

Answer 1

【答案】

（1）+2       （2）FeO•Cr₂O₃；

（3）粉碎礦石、升高溫度；

（4）①加入太少，不能完全除去碳酸鈉，過(guò)量會(huì)生成Na₂Cr₃O₁₀的副產(chǎn)物②Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；

（5）2H⁺+2e^-=H₂↑，Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和為零的原則，鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)

（2）根據(jù)鐵、鉻元素化合價(jià)，F(xiàn)e（CrO₂）₂可寫成FeO•Cr₂O₃

（3）根據(jù)條件對(duì)反應(yīng)速率的影響，適合該反應(yīng)加快反應(yīng)速率的條件是粉碎礦石，增大接觸面積、升高溫度；

（4）①加入硫酸的目的是除去碳酸鈉，太少，不能完全除去碳酸鈉，過(guò)量會(huì)生成Na₂Cr₃O₁₀的副產(chǎn)物②混合物乙溶質(zhì)的化學(xué)式為Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；

（5）b為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，而Cr₂O₇^2—在b極附近轉(zhuǎn)變?yōu)镃r³⁺發(fā)生了還原反應(yīng)，所以b為鐵，失去電子被氧化為Fe²⁺；a為石墨，作陰極，所以a極氫離子放電產(chǎn)生氫氣，電極反應(yīng)方程式為2H⁺+2e^-=H₂↑，Cr₂O₇^2—作氧化劑被還原，F(xiàn)e²⁺作還原劑，被氧化成Fe³⁺，結(jié)合溶液的酸性環(huán)境得離子方程式為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O

考點(diǎn)：考查化合價(jià)的確定，提高反應(yīng)速率的措施，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的分析，電解原理的應(yīng)用