Question

6．某混合物漿液含有Al（OH）₃、MnO₂和少量Na₂CrO₄．考慮到膠體的吸附作用使Na₂CrO₄不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計的電解分離裝置（見圖），使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用．回答Ⅰ和Ⅱ中的問題．

Ⅰ．固體混合物的分離和利用（流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明）
（1）反應(yīng)①所加試劑NaOH的電子式為．B→C的反應(yīng)條件為加熱（或煅燒），C→Al的制備方法稱為電解法．
（2）該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件．D與濃鹽酸混合，不加熱，無變化；加熱有Cl₂生成，當(dāng)反應(yīng)停止后，固體有剩余，此時滴加硫酸，又產(chǎn)生Cl₂．由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有（填序號）ac．
a．溫度          b．Cl^-的濃度        c．溶液的酸度
（3）0.1mol Cl₂與焦炭、TiO₂完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO₂•xH₂O的液態(tài)化合物，放熱4.28kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Cl₂（g）+TiO₂（s）+2C（s）═TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-85.6kJ•mol^-1．
Ⅱ含鉻元素溶液的分離和利用
（4）用惰性電極電解時，CrO₄^2-能從漿液中分離出來的原因是在直流電場作用下，CrO₄^2-通過陰離子交換膜向陽極室移動，脫離漿液，分離后含鉻元素的粒子是CrO₄^2-、Cr₂O₇^2-；陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H₂（寫化學(xué)式）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）固體混合物含有Al（OH）₃、MnO₂，加入NaOH溶液，過濾，可得到濾液A為NaAlO₂，通入二氧化碳，生成B為Al（OH）₃，固體C為Al₂O₃，電解熔融的氧化鋁可得到Al；固體D為MnO₂，加熱條件下與濃鹽酸反應(yīng)可生成氯氣；
（2）題中涉及因素有溫度和濃度；
（3）0.1mol Cl₂與焦炭、TiO₂完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO₂•xH₂O的液態(tài)化合物，放熱4.28kJ，由質(zhì)量守恒可知還原性氣體為CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl₂（g）+TiO₂（s）+2C（s）═TiCl₄（l）+2CO（g），以此可計算反應(yīng)熱并寫出熱化學(xué)方程式；
Ⅱ．（4））電解時，CrO₄^2-通過陰離子交換膜向陽極移動，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和NaOH，以此解答該題．

解答 解：（1）NaOH為離子化合物，電子式為，B為Al（OH）₃，在加熱條件下生成氧化鋁，電解熔融的氧化鋁可得到鋁，
故答案為：；加熱（或煅燒）；電解法；
（2）反應(yīng)涉及的條件為加熱，加熱下可反應(yīng)，另外加熱硫酸，氫離子濃度變化，可知影響的因素為溫度和氫離子濃度，故答案為：ac；
（3）0.1mol Cl₂與焦炭、TiO₂完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO₂•xH₂O的液態(tài)化合物，放熱4.28kJ，由質(zhì)量守恒可知還原性氣體為CO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl₂（g）+TiO₂（s）+2C（s）═TiCl₄（l）+2CO（g），則2mol氯氣反應(yīng)放出的熱量為$\frac{2}{0.1}×$4.28kJ=85.6kJ，
所以熱化學(xué)方程式為2Cl₂（g）+TiO₂（s）+2C（s）═TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-85.6kJ•mol^-1，
故答案為：2Cl₂（g）+TiO₂（s）+2C（s）═TiCl₄（l）+2CO（g）△H=-85.6kJ•mol^-1；
（4）電解時，CrO₄^2-通過陰離子交換膜向陽極移動，從而從漿液中分離出來，因存在2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，則分離后含鉻元素的粒子是CrO₄^2-、Cr₂O₇^2-，陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和NaOH，
故答案為：在直流電場作用下，CrO₄^2-通過陰離子交換膜向陽極室移動，脫離漿液；CrO₄^2-、Cr₂O₇^2-；NaOH和H₂．

點評 本題為2017年天津考題，側(cè)重考查物質(zhì)的制備、分離以及電解知識，解答本題，注意把握物質(zhì)的性質(zhì)，能正確分析試驗流程，把握電解的原理，題目難度不大，有利于培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Γ?/p>