Question

【題目】元素鉻(Cr)在自然界主要以+3價(jià)和+6價(jià)存在。請回答下列問題：

（1）+6價(jià)的Cr能引起細(xì)胞的突變而對人體不利，可用 Na2SO3 將Cr2O72— 還原為Cr3+。該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為___________________________________。

（2）利用鉻鐵礦(FeOCr2O3)冶煉制取金屬鉻的工藝流程如圖所示：

①為加快焙燒速率和提高原料的利用率，可采取的措施之一是___________。

②“水浸”要獲得浸出液的操作是______。浸出液的主要成分為Na2CrO4，向“濾液”中加入酸化的氯化鋇溶液有白色沉淀生成，則 “還原”操作中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____。

③加熱Cr(OH)3可得到Cr2O3，從工業(yè)成本角度考慮，用Cr2O3制取金屬Cr的冶煉方法是____。

（3）用石墨電極電解鉻酸鈉(Na2CrO4)溶液，可制重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(已知：2Cr+2H+Cr2+H2O)。

①電極b連接電源的______極(填“正”或“負(fù)”) , b 極發(fā)生的電極反應(yīng)式為______。 ②電解一段時(shí)間后，測得陽極區(qū)溶液中Na+物質(zhì)的量由a mol變?yōu)?/span>b mol，則理論上生成重鉻酸鈉的物質(zhì)的量是 __________mol。

Answer 1

【答案】3SO32+Cr2O72+8H+=2Cr3++3SO42+4H2O 洛鐵礦粉碎等 過濾 8CrO42+3S2+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42+16OH CO高溫還原Cr2O3(或熱還原法) 正 2H2O4e=O2↑+4H+

【解析】

（1）Na2SO3將Cr2O72-還原為Cr3+，則SO32-被氧化為SO42-，結(jié)合電荷守恒和質(zhì)量守恒可得；
（2）根據(jù)流程：鉻鐵礦(FeOCr2O3)加入純堿、通入空氣焙燒，得到Na2CrO4，過濾，濾液含有Na2CrO4，加入Na2S還原得到Cr(OH)3，反應(yīng)為：8CrO42-+3S2-+20H2O=8Cr（OH）3↓+3SO42-+16OH-，加熱Cr(OH)3可得到Cr2O3，再用還原劑還原得到Cr，據(jù)此分析作答；

（3）①b極得到Na2Cr2O7，則b有反應(yīng)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，故b的電極反應(yīng)為水放電生成氧氣和氫離子，據(jù)此可得；

②根據(jù)電荷守恒計(jì)算。

(1)Na2SO3將Cr2O72還原為Cr3+，則SO32被氧化為SO42，離子反應(yīng)為：3SO32+Cr2O72+8H+=2Cr3++3SO42+4H2O，故答案為：3SO32+Cr2O72+8H+=2Cr3++3SO42+4H2O；

(2)①將洛鐵礦粉碎等可以加快焙燒速率和提高原料的利用率，故答案為：將洛鐵礦粉碎等；

②根據(jù)流程，水浸得到浸渣和浸取液，分離固液的操作是過濾；浸出液的主要成分為Na2CrO4，加入Na2S還原得到Cr(OH)3，向“濾液”中加入酸化的氯化鋇溶液有白色沉淀生成，則有SO42，故反應(yīng)為：8CrO42+3S2+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42+16OH，故答案為：過濾；8CrO42+3S2+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42+16OH；

③加熱Cr(OH)3可得到Cr2O3，從工業(yè)成本角度考慮，用Cr2O3制取金屬Cr的冶煉方法是用CO高溫還原Cr2O3(或熱還原法)，故答案為：CO高溫還原Cr2O3(或熱還原法)；

(3)①b極得到Na2Cr2O7，則b有反應(yīng)2CrO42+2H+Cr2O72+H2O，故b的電極反應(yīng)為水放電生成氧氣和氫離子，反應(yīng)為：2H2O4e=O2↑+4H+，故b極為陽極，連接電源正極，故答案為：正；2H2O4e=O2↑+4H+；

②電解一段時(shí)間后，測得陽極區(qū)溶液中Na+物質(zhì)的量由amol變?yōu)?/span>bmol，則溶液中移動(dòng)的電荷為(ab)mol，所以外電路中轉(zhuǎn)移的電子為(ab)mol，陽極的電極反應(yīng)為：2H2O4e=O2↑+4H+，則陽極生成的氫離子為(ab)mol，已知：2CrO42+2H+Cr2O72+H2O，則則理論上生成重鉻酸鈉的物質(zhì)的量是mol，故答案為：。