Question

（13分）

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：Cr2O72－（橙紅色）＋H2O2CrO42－（黃色）＋2H+

（1）步驟Ⅰ中紅褐色沉淀的化學(xué)式是 。

（2）步驟Ⅱ中加入Na2SO3的目的是 。

（3）步驟Ⅳ中反應(yīng)的離子方程式是 。

（4）步驟Ⅴ中加入的物質(zhì)A可以是 。（填序號(hào)）

a．KOH b．K2CO3 c．H2SO4 d．SO2

（5）步驟Ⅵ的操作是：取0.45 g K2Cr2O7產(chǎn)品配成溶液，酸化后滴入18.00 mL

0.50 mol/L的FeSO4溶液，恰好使Cr2O72－完全轉(zhuǎn)化為Cr3+。產(chǎn)品中K2Cr2O7的純度是 。（注：K2Cr2O7的摩爾質(zhì)量為294 g/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減小。試推測(cè)黃色沉淀是 ，溶液pH變小的原因是 。

 

Answer 1

（13分）

（1）Fe(OH)3 （1分）

（2）將+6價(jià)的Cr還原為+3價(jià) （2分）

（3）2Cr(OH)3＋3H2O2＋4OH-＝2CrO42-＋8H2O （2分）

（4）c （2分）；

（5）98% （2分）

（6）BaCrO4 （2分）；

K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72－（橙紅色）+H2O2CrO42－（黃色）+2H+，加入Ba(NO3)2溶液后，產(chǎn)生BaCrO4沉淀，c (CrO42－)降低，平衡正向移動(dòng)，c (H+)增大。（2分）

【解析】

試題分析：（1）步驟Ⅰ中紅褐色沉淀是氫氧化鐵，化學(xué)式是Fe(OH)3；

（2）步驟Ⅲ中有Cr(OH)3沉淀生成，說明之前的溶液中存在Cr3+，所以加入Na2SO3的目的是將+6價(jià)的Cr還原為+3價(jià)；

（3）根據(jù)已知得黃色是2CrO42－的顏色，所以步驟Ⅳ中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式是2Cr(OH)3＋3H2O2＋4OH-＝2CrO42-＋8H2O；

（4）根據(jù)Cr2O72－（橙紅色）＋H2O2CrO42－（黃色）＋2H+可知，加入的A物質(zhì)可使平衡逆向移動(dòng)，所以應(yīng)是酸性物質(zhì)，排除ab；二氧化硫具有還原性，可與CrO42－反應(yīng)又生成Cr3+，而硫酸不與CrO42－反應(yīng)，且能使平衡逆向移動(dòng)，答案選c；

（5）FeSO4的物質(zhì)的量是0.018L×0.5mol/L=0.009mol，被氧化成Fe3+失電子的物質(zhì)的量是0.009mol，設(shè)

K2Cr2O7的物質(zhì)的量是x，還原成Cr3+，得電子的物質(zhì)的量對(duì)2x×3，根據(jù)得失電子守恒，有

2x×3=0.009mol，所以x=0.0015mol，則產(chǎn)品中K2Cr2O7的純度是0.0015mol×294g/mol÷0.45g×100%=98%;

（6）由離子的顏色判斷該黃色沉淀是BaCrO4 ；溶液中存在平衡：Cr2O72－（橙紅色）+H2O2CrO42－（黃色）+2H+，加入Ba(NO3)2溶液后，產(chǎn)生BaCrO4沉淀，使c (CrO42－)降低，平衡正向移動(dòng)，c (H+)增大，pH降低。

考點(diǎn)：考查沉淀的判斷及化學(xué)式、離子方程式的書寫，運(yùn)用信息的能力，氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，化學(xué)平衡的移動(dòng)