Question

12．K₂Cr₂O₇是一種橙紅色固體，可用于火柴制造、電鍍、有機(jī)合成等方面．用某酸性廢液（主要含Cr³⁺，還含有少量Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺等）制備的流程如下：

已知：H⁺+CrO₂^-+H₂O?Cr（OH）₃?Cr³⁺+3OH^-
回答下列問(wèn)題：
（1）沉淀A的主要成分是Fe（OH）₂、Fe（OH）₃（填化學(xué)式），流程中的氣體X通常選用（填電子式）
（2）濾液Ⅰ中鉻元素的存在形式主要是CrO₂^-（填離子符號(hào)）．
（3）操作①是向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)pH至一定范圍．在酸性環(huán)境中CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，溶液變?yōu)槌燃t色，該轉(zhuǎn)化的離子方程式是CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；若pH高于此范圍，造成的影響是CrO₄^2-的轉(zhuǎn)化率降低．
（4）操作②是向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固體后得到K₂Cr₂O₇，說(shuō)明相同溫度下，在水中的溶解度：Na₂Cr₂O₇＞ K₂Cr₂O₇（填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）PbO₂可直接將溶液中的Cr³⁺氧化成Cr₂O₇^2-，該反應(yīng)的離子方程式是3PbO₂+2Cr³⁺+H₂O═Cr₂O₇^2-+3Pb²⁺+2H⁺．
（6）K₂Cr₂O₇可用來(lái)測(cè)定溶液中Fe²⁺的含量，還原產(chǎn)物為Cr³⁺．若1Lx mol•L^-1FeSO₄溶液與100mL 0.1mol•L^-1 K₂Cr₂O₇溶液恰好完全反應(yīng)，則x=0.06．

Answer 1

分析 某酸性廢液（主要含Cr³⁺，還含有少量Fe²⁺、Fe³⁺和Al³⁺等）制備K₂Cr₂O₇，由流程可知，廢液與足量NaOH反應(yīng)生成沉淀A為Fe（OH）₂、Fe（OH）₃，濾液I中含CrO₂^-、AlO₂^-，加過(guò)氧化氫可氧化CrO₂^-生成CrO₄^2-，過(guò)量氣體X為CO₂，過(guò)濾得到沉淀B為Al（OH）₃，濾液II中含碳酸氫根離子、CrO₄^2-，操作①是向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)pH至一定范圍．在酸性環(huán)境中CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，操作②是向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固體后得到K₂Cr₂O₇，利用K₂Cr₂O₇的溶解度小，過(guò)濾分離出K₂Cr₂O₇，以此來(lái)解答．

解答 解：（1）由上述分析可知沉淀A為Fe（OH）₂、Fe（OH）₃[只答 Fe（OH）₃亦可]，X為CO₂，其電子式為，
故答案為：Fe（OH）₂、Fe（OH）₃；；
（2）Cr³⁺與NaOH反應(yīng)，可知濾液Ⅰ中鉻元素的存在形式主要是CrO₂^-，
故答案為：CrO₂^-；
（3）酸性環(huán)境中CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，溶液變?yōu)槌燃t色，該轉(zhuǎn)化的離子方程式是CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，若pH高于此范圍，平衡正向移動(dòng)的程度減小，造成的影響是CrO₄^2-的轉(zhuǎn)化率降低，
故答案為：CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；CrO₄^2-的轉(zhuǎn)化率降低；
（4）操作②是向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固體后得到K₂Cr₂O₇，溶解度小的析出，說(shuō)明相同溫度下，在水中的溶解度：Na₂Cr₂O₇＞K₂Cr₂O₇，
故答案為：＞；
（5）PbO₂可直接將溶液中的Cr³⁺氧化成Cr₂O₇^2-，Pb元素的化合價(jià)降低，Cr元素的化合價(jià)升高，由電子、電荷守恒可知該反應(yīng)的離子方程式是3PbO₂+2Cr³⁺+H₂O═Cr₂O₇^2-+3Pb²⁺+2H⁺，
故答案為：3PbO₂+2Cr³⁺+H₂O═Cr₂O₇^2-+3Pb²⁺+2H⁺；
（6）1Lx mol•L^-1FeSO₄溶液與100mL 0.1mol•L^-1 K₂Cr₂O₇溶液恰好完全反應(yīng)，由電子守恒可知，1L×xmol/L×（3-2）=0.1L×0.1mol/L×2×（6-3），解得x=0.06，
故答案為：0.06．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，把握流程中發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離提純、氧化還原反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，注意平衡移�?dòng)及氧化還原反應(yīng)中電子守恒的應(yīng)用，題目難度不大．