Question

16．利用某含鉻廢液[含較低濃度的Na₂Cr₂O₇、Fe₂（SO₄）₃]制備K₂Cr₂O₇流程如下：Ⅰ．用NaOH溶液調(diào)pH至3.6，產(chǎn)生紅褐色沉淀，過(guò)濾；
Ⅱ．向?yàn)V液中加入Na₂SO₃，一定操作后分離出Na₂SO₄；
Ⅲ．將分離出Na₂SO₄后的溶液調(diào)pH約為5，得到Cr（OH）₃沉淀；
Ⅳ．在KOH存在條件下，向Cr（OH）₃中加入足量H₂O₂溶液，得到黃色溶液；
Ⅴ．向黃色溶液中加入物質(zhì)A后，溶液變?yōu)槌燃t色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固體；
Ⅵ．測(cè)定K₂Cr₂O₇固體的純度．
已知：Cr₂O₇^2-（橙紅色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺
（1）步驟Ⅰ中紅褐色沉淀的化學(xué)式是Fe（OH）₃．
（2）步驟Ⅱ中加入Na₂SO₃的目的是將+6價(jià)的Cr還原為+3價(jià)．
（3）步驟Ⅳ中反應(yīng)的離子方程式是2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O．
（4）步驟Ⅴ中加入的物質(zhì)A可以是c．（填序號(hào)）
a．KOH        b．K₂CO₃       c．H₂SO₄        d．SO₂
（5）步驟Ⅵ的操作是：取0.45g K₂Cr₂O₇產(chǎn)品配成溶液，酸化后滴入18.00mL，.50mol/L的FeSO₄溶液，恰好使Cr₂O₇^2-完全轉(zhuǎn)化為Cr³⁺．產(chǎn)品中K₂Cr₂O₇的純度是98%．（注：K₂Cr₂O₇的摩爾質(zhì)量為294g/mol）
（6）向橙紅色的K₂Cr₂O₇溶液中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，產(chǎn)生黃色沉淀，溶液pH減�。�試推測(cè)黃色沉淀是BaCrO₄，溶液pH變小的原因是K₂Cr₂O₇溶液中存在平衡：Cr₂O₇^2-（橙紅色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺，加入Ba（NO₃）₂溶液后，產(chǎn)生BaCrO₄沉淀，c（CrO₄^2-）降低，平衡正向移動(dòng)，c（H⁺）增大．

Answer 1

分析 本題是利用某含鉻廢液制備K₂Cr₂O₇流程，因廢液中含有Fe³⁺，滴加NaOH調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)會(huì)生成Fe（OH）₃紅褐色沉淀，達(dá)到除去溶液里Fe³⁺的目的，然后加入亞硫酸鈉溶液將溶液里的將+6價(jià)的Cr還原為+3價(jià)，然后將Cr³⁺轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃沉淀，再通過(guò)氧化和酸化兩個(gè)過(guò)程即得到目標(biāo)產(chǎn)物，最后利用滴定法測(cè)定產(chǎn)品的純度，可結(jié)合關(guān)系式和原子守恒進(jìn)行計(jì)算，據(jù)此可作答；
（1）根據(jù)沉淀的顏色判斷；
（2）Na₂SO₃具有還原性，具有氧化性Na₂Cr₂O₇；
（3）Cr（OH）₃與H₂O₂反應(yīng)生成生成CrO₄^2-；
（4）酸性條件下CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-；
（5）Fe²⁺使Cr₂O₇^2-完全轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，反應(yīng)為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，根據(jù)方程式計(jì)算出的K₂Cr₂O₇物質(zhì)的量和質(zhì)量，再求出純度；
（6）根據(jù)Cr₂O₇^2-（橙紅色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺平衡移動(dòng)分析．

解答 解：（1）用NaOH溶液調(diào)pH至3.6，產(chǎn)生紅褐色沉淀，則該沉淀為Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃；
（2）Na₂SO₃具有還原性，具有氧化性Na₂Cr₂O₇，向?yàn)V液中加入Na₂SO₃，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將+6價(jià)的Cr還原為+3價(jià)，故答案為：將+6價(jià)的Cr還原為+3價(jià)；
（3）在KOH存在條件下，向Cr（OH）₃中加入足量H₂O₂溶液，Cr（OH）₃與H₂O₂反應(yīng)生成生成CrO₄^2-，反應(yīng)的離子方程式為：2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O，故答案為：2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O；
（4）向黃色溶液中加入物質(zhì)A后，溶液變?yōu)槌燃t色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固體，在酸性條件下CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，說(shuō)明A為酸，則A可以是硫酸，故選c；故答案為：c；
（5）Fe²⁺使Cr₂O₇^2-完全轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，反應(yīng)為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，已知18.00mL 0.50mol/L的FeSO₄溶液，
則K₂Cr₂O₇物質(zhì)的量為：$\frac{1}{6}$×0.018L×0.50mol/L=0.0015mol，其質(zhì)量為0.0015mol×294g/mol=0.441g，
其純度為$\frac{0.441g}{0.45g}$×100%=98%；
故答案為：98%；
（6）向橙紅色的K₂Cr₂O₇溶液中，滴加Ba（NO₃）₂溶液，由于K₂Cr₂O₇溶液中存在平衡：Cr₂O₇^2-（橙紅色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺，鋇離子與鉻酸根離子生成BaCrO₄沉淀，c（CrO₄^2-）降低，平衡正向移動(dòng)，c（H⁺）增大；
故答案為：BaCrO₄；K₂Cr₂O₇溶液中存在平衡：Cr₂O₇^2-（橙紅色）+H₂O?2CrO₄^2-（黃色）+2H⁺，加入Ba（NO₃）₂溶液后，產(chǎn)生BaCrO₄沉淀，c （CrO₄^2-）降低，平衡正向移動(dòng)，c （H⁺）增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應(yīng)、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、根據(jù)方程式的計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)等問(wèn)題，題目難度中等，本題注意從質(zhì)量守恒的角度利用關(guān)系式法計(jì)算．