Question

1．以某鉻礦石（主要成分是Cr₂O₃，含F(xiàn)eO、SiO₂等雜質(zhì)）為原料生產(chǎn)Cr₂O₃的流程

如下：
已知：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺，K_sp[Cr（OH）₃]=6.4×10^-31，lg2=0.3
（1）步驟①中為了提高反應(yīng)速率應(yīng)該采取的措施有適當(dāng)升溫、粉碎鉻礦石、攪拌等．（寫(xiě)2種）
（2）焙燒時(shí)Cr₂O₃被氧化成Na₂CrO₄，配平下面的化學(xué)方程式，并用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：
4Na₂CO₃+2Cr₂O₃+3 O₂═4Na₂CrO₄+4CO₂
（3）流程中沉淀2為H₂SiO₃（填化學(xué)式）
（4）步驟④發(fā)生的反應(yīng)中Cr₂O₇^2-和蔗糖（C₁₂H₂₂O₁₁）的物質(zhì)的量之比為8：1
（5）步驟⑤中為了使Cr³⁺完全沉淀[此時(shí)，c（Cr³⁺）≤10^-5mol•L^-1]，pH至少調(diào)至5.6
（6）濾液3中的主要溶質(zhì)是兩種鹽，化學(xué)式為（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄
（7）另一種制取Cr（OH）₃的工藝是將NaCrO₂溶解后通入CO₂得到更為純凈的Cr（OH）₃，則NaCrO₂溶液與過(guò)量CO₂反應(yīng)的離子方程式為CrO₂^-+CO₂+2H₂O=Cr（OH）₃↓+HCO₃^-．

Answer 1

分析 鉻鐵礦（主要成分是Cr₂O₃，含F(xiàn)eO、SiO₂等雜質(zhì)）加入碳酸鈉煅燒，可生成Na₂CrO₄、Fe₂O₃、Na₂SiO₃等，加入水浸取，得到固體1為Fe₂O₃，過(guò)濾得濾液1為Na₂CrO₄、Na₂SiO₃等，向?yàn)V液1中加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH得到沉淀2為H₂SiO₃，過(guò)濾后向?yàn)V液中加入蔗糖，用蔗糖還原，得到二氧化碳和含有Na⁺、Cr³⁺的溶液，再與氨水反應(yīng)，濾液3的主要溶質(zhì)是兩種鹽為（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄，得到Cr（OH）₃沉淀，灼燒據(jù)Cr（OH）₃沉淀得到Cr₂O₃，據(jù)此分析答題．

解答 解：（1）為了提高反應(yīng)速率，可以適當(dāng)升溫、粉碎鉻礦石、攪拌等；
故答案為：適當(dāng)升溫、粉碎鉻礦石、攪拌等；
（2）根據(jù)反應(yīng)中各物質(zhì)的元素化合價(jià)變化可知，Cr元素從+3價(jià)變?yōu)?6價(jià)，氧元素從0價(jià)變?yōu)?2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降法及元素守恒可配平化學(xué)方程式，用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向?yàn)椋?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic3/quiz/images/201703/251/a8fb54ee.png" style="vertical-align:middle" />；
故答案為：4；2；3；4；4；；
（3）濾液1為Na₂CrO₄、Na₂SiO₃等，向?yàn)V液1中加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH得到沉淀2為H₂SiO₃；
故答案為：H₂SiO₃；
（4）反應(yīng)中Cr元素化合價(jià)由+6價(jià)降低為+3價(jià)，C元素由0價(jià)升高為+4，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒則：6n（Cr₂O₇^2-）=48n（蔗糖），故n（Cr₂O₇^2-）：n（蔗糖）=8：1；
故答案為：8：1；
（5）Cr³⁺沉淀完全的濃度為10^-5mol/L，根據(jù)K_SP[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）×c³（OH^-）=6.4×10^-31，可知c（OH^-）=4×10^-9mol/L，則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{4×1{0}^{-9}}$mol/L=$\frac{1}{4}$×10^-5mol/L，則pH=-lg$\frac{1}{4}$×10^-5=5.6；
故答案為：5.6；
（6）由分析可知濾液3的主要溶質(zhì)是兩種鹽是（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄；
故答案為：（NH₄）₂SO₄、Na₂SO₄；
（7）將NaCrO₂溶解后通入CO₂得到更為純凈的Cr（OH）₃，屬于水解反應(yīng)，還生成碳酸氫鈉，反應(yīng)離子方程式為：CrO₂^-+CO₂+2H₂O=Cr（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：CrO₂^-+CO₂+2H₂O=Cr（OH）₃↓+HCO₃^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備工藝流程，涉及對(duì)操作與反應(yīng)原理的分析評(píng)價(jià)、物質(zhì)的分離提純、溶度積有關(guān)計(jì)算、化學(xué)計(jì)算計(jì)算等，側(cè)重于學(xué)生對(duì)原理的分析應(yīng)用及計(jì)算能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．