Question

工業(yè)上常用含少量SiO₂、Al₂O₃的鉻鐵礦（FeOCr₂O₃）冶煉鉻，簡要流程如下：

（1）完成下列化學(xué)方程式（在橫線填寫物質(zhì)的化學(xué)式及系數(shù)）：
2FeO·Cr₂O₃＋4Na₂CO₃＋7NaNO₃4Na₂CrO₄＋Fe₂O₃＋4CO₂＋______________。
（2）操作①包括過濾與洗滌，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行洗滌沉淀的操作__________________________________。操作②可選用的裝置（部分夾持裝置略去）是________（填序號(hào)）

（3）寫出能夠完成操作③的相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________。
（4）化學(xué)需氧量（COD）可度量水遭受有機(jī)物污染的程度。在強(qiáng)酸并加熱的條件下，用K₂Cr₂O₇做強(qiáng)氧化劑處理水樣，并測定消耗的K₂Cr₂O₇的量，然后換算成相當(dāng)于O₂的含量稱為化學(xué)需氧量（以mg/L計(jì)）。化學(xué)興趣小組測定某水樣的化學(xué)需氧量（COD）過程如下：
I.取amL水樣置于錐形瓶，加入10．00mL 0.2500 mol/L的K₂Cr₂O₇溶液；
II．……。
III．加指示劑，用c mol的硫酸亞鐵銨[ （NH₄）₂Fe（SO₄）]滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗b mL（此步驟的目的是用Fe^2＋把多余的Cr₂O₇^2－轉(zhuǎn)化為）Cr^3＋。
①I中量取K₂Cr₂O₇溶液的儀器是_____________；
②計(jì)算該水樣的化學(xué)需氧量時(shí)需用到下列關(guān)系：要除去1molCr₂O₇^2－ 需消耗___molFe^2＋，1molCr₂O₇^2－相當(dāng)于_______ molO₂。

Answer 1

（1）7NaNO₂（2分）
（2）向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，待液體流下，重復(fù)操作2～3次（2分）   D（2分）
（3）2C₂O₃4Cr＋3O₂↑或2Al＋C₂O₃2Cr＋Al₂O₃（2分，其它答案合理也給分）
（4）①酸式滴定管或移液管（1分） ②6   1.5（每空1分，共2分）

試題分析: （1）根據(jù)反應(yīng)前后元素的化合價(jià)變化可知，反應(yīng)前鐵元素的化合價(jià)從＋2價(jià)升高到＋3價(jià)，失去1個(gè)電子。Cr元素的化合價(jià)從＋3價(jià)升高到＋6價(jià)，失去3個(gè)電子。而O、Na、C的化合價(jià)均沒有變化，所以根據(jù)電子的得失守恒可知，氮元素的化合價(jià)一定降低。由于鐵元素共失去2個(gè)電子，Cr元素共失去12個(gè)電子。因此7個(gè)氮原子得到14個(gè)電子，則氮元素的化合價(jià)從＋5價(jià)降低到＋3價(jià)，所以還原產(chǎn)物是NaNO₂。
（2）過濾后的沉淀洗滌是在過濾器中完成的，所以在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行洗滌沉淀的操作是向漏斗中加蒸餾水至浸沒沉淀，待液體流下，重復(fù)操作2～3次；操作②是Cr（OH）₃分解生成Cr₂O₃，固體加熱分解在坩堝中進(jìn)行。A是蒸發(fā)，B是分液，C是過濾，因此答案選D。
（3）Cr元素是高熔點(diǎn)金屬，可以通過鋁熱反應(yīng)或電解法冶煉，反應(yīng)的方程式分別為2C₂O₃4Cr＋3O₂↑或2Al＋C₂O₃2Cr＋Al₂O₃。
（4）①K₂Cr₂O₇溶液顯酸性且具有強(qiáng)氧化性，因此需要用酸式滴定管或移液管量取。
②K₂Cr₂O₇在氧化還原反應(yīng)中Cr元素的化合價(jià)從＋6價(jià)降低到＋3價(jià)，得到3個(gè)電子。而亞鐵離子中鐵元素的化合價(jià)從＋2價(jià)升高到＋3價(jià)，失去3個(gè)電子。因此根據(jù)電子得失守恒可知，去1molCr₂O₇^2－ 需消耗6molFe^2＋。由于1mol氧氣做氧化劑得到4mol電子，所以molCr₂O₇^2－相當(dāng)于＝1.5molO₂。