6.鉻主要以鐵合金(如鉻鐵)形式用于生產(chǎn)不銹鋼及各種合金鋼,鉻元素形成的化合物很多,常見的有Cr2O3、CrCl3、H2CrO4,、H2Cr2O7等,請(qǐng)回答下列問題:
(一)工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它們會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大危害,必須進(jìn)行處理.常用的處理方法有兩種.
方法1:還原沉淀法,該法的工藝流程為:
CrO42-$→_{①轉(zhuǎn)化}^{H+}$Cr2O72-$→_{②}^{Fe_{2}+}$Cr3+$→_{③沉淀}^{OH-}$Cr(OH)3
(1)第②步中用亞鐵離子還原0.6molCr2O72-,至少需要亞鐵離子的物質(zhì)的量為3.6mol.
方法2:電解法.該法用Fe做電極電解Cr2O72-的酸性廢水,隨著電解進(jìn)行,在陰極附近溶液pH升高,產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀.
(2)陰極附近溶液pH升高的原因是(用電極反應(yīng)解釋)2H++2e-=H2↑,溶液中同時(shí)生成的沉淀還有Fe(OH)3(填化學(xué)式)
(二)三氯化鉻易升華,在高溫下能被氧氣氧化,制三氯化鉻的流程如下:

(3)重鉻酸銨分解產(chǎn)生的三氧化二鉻(Cr2O3難溶于水)需用蒸餾水洗滌,如何用簡單方法判斷其已洗滌干凈最后一次洗滌的流出液呈無色.
(4)已知CCl4沸點(diǎn)為76.8℃,為保證穩(wěn)定的CCl4氣流,適宜的加熱方式是水浴加熱(并用溫度計(jì)指示溫度).
(5)用如圖裝置制備CrCl3時(shí),反應(yīng)管中發(fā)生的主要反應(yīng)有:Cr2O3+3CCl4→2CrCl3+3COCl2,向三頸燒瓶中通入N2的作用之一是鼓氣使反應(yīng)物進(jìn)入管式爐中進(jìn)行反應(yīng);另一個(gè)作用是趕盡體系中的氧氣.
(6)Cr對(duì)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的污染,廢水中的Cr3+可用石灰乳進(jìn)行沉降,寫出沉降的離子方程式2Cr3++3Ca(OH)2=2Cr(OH)3↓+3Ca2+

分析 (一)(1)在氧化還原反應(yīng)中,化合價(jià)升高值=化合價(jià)降低值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)來計(jì)算;
(2)溶液PH升高的原因是溶液中氫離子濃度減少,即氫離子在陰極得電子,PH升高,氫氧根離子濃度增大,離子濃度冪的乘積大于溶度積,所以金屬陽離子會(huì)生成氫氧化物沉淀;
(二)(NH42Cr2O7經(jīng)分解后可得到Cr2O3,經(jīng)溶解、過濾、洗滌、干燥后與CCl4在氮?dú)猸h(huán)境中反應(yīng)可生成CrCl3,其中通入氮?dú),可趕盡體系中的氧氣,結(jié)合題目要求可解答該題.

解答 解:(一)(1)還原1molCr2O72-離子,鉻元素化合價(jià)從+6價(jià)降到+3價(jià),共得到電子6mol,亞鐵離子被氧化為+3價(jià),得到6mol電子,所以還原0.6molCr2O72-離子,需要3.6mol的FeSO4•7H2O,及3.6mol的亞鐵離子,
故答案為:3.6;
(2)在陰極附近溶液pH升高的原因是水電離產(chǎn)生的H+放電生成H2:2H++2e-═H2↑;同時(shí)大量產(chǎn)生了OH-,所以溶液中的Fe3+也將轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,
故答案為:2H++2e-=H2↑;Fe(OH)3;
(二)(NH42Cr2O7經(jīng)分解后可得到Cr2O3,經(jīng)溶解、過濾、洗滌、干燥后與CCl4在氮?dú)猸h(huán)境中反應(yīng)可生成CrCl3,其中通入氮?dú)猓哨s盡體系中的氧氣,
(3)因?yàn)椋∟H42Cr2O7顯桔紅色,最后一次洗滌的流出液呈無色,說明洗滌干凈,
故答案為:最后一次洗滌的流出液呈無色;
(4)因?yàn)镃Cl4沸點(diǎn)為76.8℃,溫度比較低,因此保證穩(wěn)定的CCl4氣流,可以通過水浴加熱來控制其流量,并用溫度計(jì)指示溫度,
故答案為:水浴加熱(并用溫度計(jì)指示溫度);
(5)反應(yīng)中通入氮?dú),可將氧氣排除,防止CrCl3被氧化,且在反應(yīng)后繼續(xù)通入氮?dú)猓晒臍馐狗磻?yīng)物進(jìn)入管式爐中進(jìn)行反應(yīng),
故答案為:趕盡體系中的氧氣;
(6)Cr3+可與石灰乳反應(yīng)生成Cr(OH)3,反應(yīng)的離子方程式為2Cr3++3Ca(OH)2=2Cr(OH)3↓+3Ca2+,
故答案為:2Cr3++3Ca(OH)2=2Cr(OH)3↓+3Ca2+

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了鉻及其化合物的性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)和電化學(xué)知識(shí)等內(nèi)容,考查學(xué)生對(duì)的實(shí)驗(yàn)方案原理的理解與評(píng)價(jià),側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾,題目難度較大,理清實(shí)驗(yàn)原理是關(guān)鍵,是對(duì)學(xué)生綜合能力想考查,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.相對(duì)分子質(zhì)量為128的有機(jī)物燃燒只能生成CO2和H2O,若A含有一個(gè)六元環(huán)且可與NaHCO3溶液反應(yīng),則環(huán)上的一氯代物的數(shù)目為(不考慮立體異構(gòu))( 。
A.5B.4C.3D.2

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8.常溫下,在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L 鹽酸40mL,溶液的pH逐漸降低,此時(shí)溶液中含碳元素的微粒物質(zhì)的量濃度的百分含量(縱軸)也發(fā)生變化(CO2因逸出未畫出),如圖所示.下列說法不正確的是( 。
A.0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(Na+)+c(H+)═2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-
B.當(dāng)加入20 mL鹽酸時(shí),混合溶液的pH約為8
C.常溫下CO2飽和溶液的pH約為5.6
D.在A點(diǎn):c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+

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14.下列化學(xué)用語表示正確的是( 。
A.硫原子的結(jié)構(gòu)示意圖:
B.乙烯的結(jié)構(gòu)簡式:CH2CH2
C.二氧化碳分子的電子式:
D.硫酸鈉的電離方程式:Na2SO4═2Na++SO42-

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1.下列各組中兩種微粒所含電子數(shù)不相等的是( 。
A.H3O+和OH -B.CO和N2C.HNO2和NO2-D.CO2和NO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.1,3-丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3-丙二醇的路線如下:
CH2=CH2$→_{①}^{O_{2}/Ag}$ $→_{②}^{(CO,H_{2})/Co}$ HOCH2CH2CHO$→_{③}^{H_{2}/Ni}$ HOCH2CH2CH2OH
(1)通過反應(yīng)①用乙烯和空氣混合氣體制備,測(cè)得反應(yīng)前和某一時(shí)刻氣體的體積分?jǐn)?shù)如下表.
C2H4O2N2
反應(yīng)前體積分?jǐn)?shù)25.0%15.0%60.0%0
某一時(shí)刻體積分?jǐn)?shù)5.56%5.54%66.7%22.2%
計(jì)算此時(shí)乙烯的轉(zhuǎn)化率.
(2)某化工廠已購得乙烯14t,考慮到原料的充分利用,反應(yīng)②、③所需的CO和H2可由以下兩個(gè)反應(yīng)獲得:
C+H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H2     CH4+H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+3H2
假設(shè)在生產(chǎn)過程中,反應(yīng)②中CO和H2、反應(yīng)③中H2均過量20%,且反應(yīng)①、②、③中各有機(jī)物的轉(zhuǎn)化率均為100%.計(jì)算至少需要焦炭、甲烷各多少噸,才能滿足生產(chǎn)需要?

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

18.下列關(guān)于平衡常數(shù)的說法中,正確的是(  )
A.在平衡常數(shù)表達(dá)式中,反應(yīng)物濃度用起始濃度表示,生成物濃度用平衡濃度表示
B.平衡常數(shù)越大,表示化學(xué)反應(yīng)速率越大
C.可以用化學(xué)平衡常數(shù)來定量描述化學(xué)反應(yīng)的限度
D.平衡常數(shù)的大小與溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑有關(guān)

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15.某同學(xué)用濾紙折成一個(gè)紙蝴蝶并噴灑一種溶液(保持濕潤),掛在鐵架臺(tái)上.另取一只盛某種溶液的燒杯,放在紙蝴蝶的下方.過一會(huì),發(fā)現(xiàn)紙蝴蝶變?yōu)榧t色.下表的組合中,能夠?qū)崿F(xiàn)上述變化的是(  )
ABCD
紙蝴蝶上的噴灑液石蕊石蕊酚酞石蕊
小燒杯中的溶液濃鹽酸濃氨水NaOH溶液濃硫酸
A.AB.BC.CD.D

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16.下列生活中常見物質(zhì)屬于傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的是( 。
A.食鹽B.玻璃C.純堿D.食醋

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同步練習(xí)冊(cè)答案