Question

8．Cr₂O₃常用作建筑材料的著色劑．有碳素鉻鐵合金粉制取Cr₂O₃的流程圖如圖所示：

已知：金屬Cr與稀硫酸反應生成Cr²⁺．
回答下列問題：
（1）在稀硫酸浸出時鐵發(fā)生反應的離子方程式為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，浸出過程中會有少量的PH₃、H₂S等還原性氣體生成，可用高錳酸鉀溶液吸收，已知PH₃與高錳酸鉀溶液反應生成Mn₂O₃、K₂HPO₃、KH₂PO₃、H₂O，寫出該反應的化學方程式：4PH₃+6KMnO₄=3Mn₂O₃+2K₂HPO₃+2KH₂PO₃+3H₂O．
（2）加純堿調(diào)溶液pH=3.0，保持一定酸性的目的是防止Cr²⁺、Fe²⁺水解．
（3）加草酸的目的是除去Fe³⁺，寫出反應的離子方程式：H₂C₂O₄+2Fe³⁺=2Fe²⁺+2CO₂↑+2H⁺．
（4）常溫下Ksp（FeC₂O₄）=3.2×10^-7，則常溫下FeC₂O₄溶解度約為4.608×10^-6g/100gH₂O．
（5）生成Cr（OH）₃后的溶液中存在兩種主要副產(chǎn)物，其化學式為（NH₄）₂SO₄、（NH₄）₂C₂O₄．
（6）Cr₂O₃與Al₂O₃的性質(zhì)相似，寫出Cr₂O₃與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式Cr₂O₃+2NaOH=2NaCrO₂+H₂O．

Answer 1

分析 碳素鉻鐵合金粉加入稀硫酸生成Cr²⁺、Fe²⁺，過濾除去濾渣，濾液中含有Cr²⁺、Fe²⁺，加入純堿消耗一定量的硫酸，達到調(diào)節(jié)pH的目的，加入操作可生成FeC₂O₄晶體，濾液通入空氣，加入氨水可生成Cr（OH）₃，加熱分解可生成Cr₂O₃，
（1）鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵，PH₃與高錳酸鉀溶液反應生成Mn₂O₃、K₂HPO₃、KH₂PO₃、H₂O，結(jié)合質(zhì)量守恒書寫化學方程式；
（2）為防止金屬離子Cr²⁺、Fe²⁺水解，可保持溶液呈酸性；
（3）草酸具有還原性，可與鐵離子發(fā)生氧化還原反應；
（4）常溫下Ksp（FeC₂O₄）=3.2×10^-7，計算1L水中含有FeC₂O₄的質(zhì)量，可計算溶解度；
（5）氯氣中含有硫酸根離子、草酸根離子，生成Cr（OH）₃后的溶液中存在兩種主要副產(chǎn)物，為硫酸銨、草酸銨等；
（6）Cr₂O₃與Al₂O₃的性質(zhì)相似，結(jié)合氧化鋁的性質(zhì)書寫方程式．

解答 解：碳素鉻鐵合金粉加入稀硫酸生成Cr²⁺、Fe²⁺，過濾除去濾渣，濾液中含有Cr²⁺、Fe²⁺，加入純堿消耗一定量的硫酸，達到調(diào)節(jié)pH的目的，加入操作可生成FeC₂O₄晶體，濾液通入空氣，加入氨水可生成Cr（OH）₃，加熱分解可生成Cr₂O₃，
（1）鐵與稀硫酸反應的離子方程式為Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，PH₃與高錳酸鉀溶液反應生成Mn₂O₃、K₂HPO₃、KH₂PO₃、H₂O，反應的化學方程式為4PH₃+6KMnO₄=3Mn₂O₃+2K₂HPO₃+2KH₂PO₃+3H₂O，
故答案為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；4PH₃+6KMnO₄=3Mn₂O₃+2K₂HPO₃+2KH₂PO₃+3H₂O；
（2）為防止金屬離子Cr²⁺、Fe²⁺水解，可保持溶液呈酸性，故答案為：防止Cr²⁺、Fe²⁺水解；
（3）草酸具有還原性，可與鐵離子發(fā)生氧化還原反應，反應的離子方程式為H₂C₂O₄+2Fe³⁺=2Fe²⁺+2CO₂↑+2H⁺，故答案為：H₂C₂O₄+2Fe³⁺=2Fe²⁺+2CO₂↑+2H⁺；
（4）常溫下Ksp（FeC₂O₄）=3.2×10^-7，可知1L水中含有3.2×10^-7molFeC₂O₄，質(zhì)量為144g/mol×3.2×10^-7mol=4.608×10^-5g，則常溫下FeC₂O₄溶解度約為4.608×10^-6g，故答案為：4.608×10^-6；
（5）氯氣中含有硫酸根離子、草酸根離子，生成Cr（OH）₃后的溶液中存在兩種主要副產(chǎn)物，為硫酸銨、草酸銨等，其化學式為（NH₄）₂SO₄、（NH₄）₂C₂O₄，
故答案為：（NH₄）₂SO₄、（NH₄）₂C₂O₄；
（6）Cr₂O₃與Al₂O₃的性質(zhì)相似，則Cr₂O₃與氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為Cr₂O₃+2NaOH=2NaCrO₂+H₂O，
故答案為：Cr₂O₃+2NaOH=2NaCrO₂+H₂O．

點評 本題考查物質(zhì)的分離、提純的綜合應用，為高考常見題型，側(cè)重于學生的分析能力和實驗能力的考查，本題注重溶解度的計算、離子的檢驗、氧化還原反應等知識點，難度不大，離子的檢驗是高考的熱點．