Question

【題目】金屬鉻(Cr)的本意是顏色，因?yàn)樗�的化合物或離子都有美麗的顏色。下表是幾種常見(jiàn)含鉻的離子水溶液的顏色：

離子	Cr2O72-	Cr(OH)4	Cr3+	CrO42-	Cr2+
顏色	橙色	綠色	藍(lán)紫色	黃色	藍(lán)色

(1)鉻鐵礦的主要成分是Fe(CrO2)2，該物質(zhì)中三種元素的化合價(jià)均為整數(shù)，則Cr的化合價(jià)是_____________。

(2)向Na2CrO4溶液中加入濃鹽酸，溶液會(huì)變?yōu)樗{(lán)紫色并有黃綠色氣體產(chǎn)生，則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_____________。

(3)向Na2Cr2O7溶液中加入濃NaOH溶液，會(huì)變成黃色，請(qǐng)解釋原因(用離子方程式和必要的文字說(shuō)明)_____________________________________________。

(4)工業(yè)上以鉻鐵礦[主要成分為Fe(CrO2)2,含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)]為主要原料，生產(chǎn)重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O7·2H2O)。主要工藝流程如下：

①濾渣的成分是_____________(寫(xiě)化學(xué)式)

②寫(xiě)出煅燒過(guò)程中，所發(fā)生的非氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式(任寫(xiě)一個(gè))______________________。

③煅燒過(guò)程中，所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)如下：(其中浸出液顯黃色),請(qǐng)完成下面化學(xué)方程式并配平。

□Fe(CrO2)2+□Na2CO3+□O2=□_________+□Fe2O3+□CO2

④工業(yè)上在重鉻酸鈉溶液中加入適量稀硫酸，用石墨作電極電解生產(chǎn)金屬鉻，陰極的電極反應(yīng)式為__________________。

Answer 1

【答案】 +3 1∶3 NaCr2O7溶液中存在Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H，c(OH-)增大平衡正向移動(dòng)，從而使溶液中c(CrO42-)增大，溶液顯黃色 Al(OH)3 H2SiO3 Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑或Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2 Cr2O72-+12e-+14H+=2Cr+7H2O

【解析】(1)鉻鐵礦的主要成分是Fe(CrO2)2，鐵有+2 +3價(jià)，該物質(zhì)中三種元素的化合價(jià)均為整數(shù)，所以則Cr的化合價(jià)是+3價(jià)。

(2)由已知向Na2CrO4溶液中加入濃鹽酸，溶液會(huì)變?yōu)樗{(lán)紫色并有黃綠色氣體產(chǎn)生，知

2CrO42-+ 16H++ 6Cl_= Cr3++ 3Cl2+ 8H2O所以氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3。

(3)向Na2Cr2O7溶液為橙色，加入濃NaOH溶液，會(huì)變成黃色的CrO42-。沒(méi)有化合價(jià)發(fā)生變化，所以發(fā)生水解反應(yīng)，方程式為：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H，c(OH-)增大平衡正向移動(dòng)，從而使溶液中c(CrO42-)增大，溶液顯黃色 。

（4）鉻鐵礦的主要成分為Fe(CrO2)2,含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)，加純堿煅燒發(fā)生的反應(yīng)為SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑

(3)4Fe(CrO2)2＋7O2＋8Na2CO32Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2

水浸過(guò)濾后濾液再通CO2的產(chǎn)物為Al(OH)3 H2SiO3，所以①濾渣的成分是Al(OH)3 H2SiO3。

②煅燒過(guò)程中，所發(fā)生的非氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑或Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 。

③煅燒過(guò)程中發(fā)生□Fe(CrO2)2+□Na2CO3+□O2=□____+□Fe2O3+□CO2,屬于氧化還原反應(yīng)，根據(jù)電子守恒進(jìn)行配平為：4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2

④工業(yè)上在重鉻酸鈉溶液中加入適量稀硫酸，用石墨作電極電解生產(chǎn)金屬鉻，知Na2Cr2O7 Cr發(fā)生還原反應(yīng)做陰極，陰極的電極反應(yīng)式為Cr2O72-+12e-+14H+=2Cr+7H2O。