Question

16．某工廠廢水中含1.00×10^-2mol/L的Cr₂O₇^2-，其毒性較大．某研究性學習小組為了變廢為寶，將廢水處理得到磁性材料Cr_0.5Fe_1.5FeO₄，設計了如圖實驗，下列說明正確的是（　　）

• A． 根據(jù)第①步反應可知還原性：Cr³⁺大于Fe²⁺
• B． 第②步過濾得到的濾渣中主要成分為Cr（OH）₃、Fe（OH）₂，不含F(xiàn)e（OH）₃
• C． 欲使1L該廢水中的Cr₂O₇^2-完全轉化為Cr_0.5Fe_1.5FeO₄，理論上需要加入27.8g FeSO₄•7H₂O
• D． 第③步高溫焙燒過程用到的主要實驗儀器中屬于硅酸鹽質(zhì)的有：酒精燈、蒸發(fā)皿、泥三角

Answer 1

分析 Cr₂O₇^2-有較強氧化性，F(xiàn)eSO₄•7H₂O中Fe²⁺有一定的還原性，在酸性介質(zhì)中發(fā)生氧化還原反應，由實驗流程可知，第①步反應中Cr₂O₇^2-在酸性條件下將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身被還原為Cr³⁺，加入NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH為9，得到Cr（OH）₃、Fe（OH）₂、Fe（OH）₃，過濾的濾渣經(jīng)焙燒得到Cr_0.5Fe_1.5FeO₄，以此解答該題．

解答 解：Cr₂O₇^2-有較強氧化性，F(xiàn)eSO₄•7H₂O中Fe²⁺有一定的還原性，在酸性介質(zhì)中發(fā)生氧化還原反應，由實驗流程可知，第①步反應中Cr₂O₇^2-在酸性條件下將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身被還原為Cr³⁺，加入NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH為9，得到Cr（OH）₃、Fe（OH）₂、Fe（OH）₃，過濾的濾渣經(jīng)焙燒得到Cr_0.5Fe_1.5FeO₄，
A．第①步反應中Cr₂O₇^2-在酸性條件下將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，自身被還原為Cr³⁺，反應離子方程式為Cr₂O₇^2-+14H⁺+6Fe²⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，還原性Cr³⁺小于Fe²⁺，故A錯誤；
B．由題給框圖可知，F(xiàn)e²⁺過量，加NaOH時，產(chǎn)生Cr（OH）₃、Fe（OH）₃和Fe（OH）₂三種沉淀物，故B錯誤；
C.1 L廢水中含n（Cr₂O₇^2-）=1.00×10^-2 mol．根據(jù)Cr原子、Fe原子守恒，可得：
Cr₂O₇^2-～～～4Cr0.5Fe1.5FeO₄～～～10FeSO₄•7H₂O，
所以理論上n（FeSO₄•7H₂O）=10n（Cr₂O₇^2-）=1.00×10^-2 mol×10=0.1 mol，
所以m（FeSO₄•7H₂O）=0.1 mol×278 g/mol=27.8 g，故C正確；
D．加入固體，應在坩堝中進行，不能用蒸發(fā)皿，故D錯誤．
故選C．

點評 本題以工業(yè)廢水處理為載體綜合考查物質(zhì)的制備和分離，為高頻考點，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，題目涉及氧化還原反應、離子反應、關系式計算等，難度中等，關鍵根據(jù)實驗流程利用氧化還原反應判斷發(fā)生的離子反應，是對學生綜合能力的考查．是一道不錯的能力考查題，難度中等．