Question

2012年4月15日，央視曝光河北一藥用膠囊廠用皮革廢料所生產的明膠作原料．這些企業(yè)用生石灰處理皮革廢料進行脫色漂白和清洗，隨后熬制熬成工業(yè)明膠，賣給浙江新昌縣藥用膠囊生產企業(yè)，最終流向藥品企業(yè)，進入消費者腹中．記者調查發(fā)現(xiàn)9家藥廠的13個批次藥品所用膠囊重金屬鉻含量超標．重鉻酸鈉俗稱紅礬鈉（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）是重要的化工產品和強氧化劑．工業(yè)制備的流程如下：
（1）已知Fe（CrO₂）₂ 中鉻元素是+3價，則Fe（CrO₂）₂ 中鐵元素是

 

 價．
（2）化學上可將某些鹽寫成氧化物的形式，如Na₂SiO₃ 可寫成Na₂O?SiO₂，則Fe（CrO₂ ）₂ 可寫成

 

． 
（3）煅燒鉻鐵礦時，礦石中難溶的Fe（CrO₂）₂  生成可溶于水的Na₂CrO₄，反應化學方程式如下：Fe（CrO₂）₂+8Na₂CO₃+7O₂=2Fe₂O₂+8Na₂Cr₄+8CO₂ 為了加快該反應的反應速率，可采取的措施是

 

 （寫出一條即可）． 
（4）已知CrO₄^2-在不同的酸性溶液中有不同的反應，如：2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O； 3CrO₄^2-+4H⁺=Cr₃O₁₀^2-+2H₂O 
①往混合溶液甲中加入硫酸必須適量的原因是

 

． 
②混合溶液乙中溶質的化學式是

 

． 
（5）含烙10.4%的鉻鐵礦100.0kg，理論上可制得紅礬鈉晶體（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）多少kg？
（要求寫出計算過程，結果保留1位有效數字．可能用到的相對原子質量：Fe-56，Cr-52，O-16，H-1，Na-23C-12，Na₂Cr₂O₇?2H₂O的相對分子質量為298）

Answer 1

考點：化學反應速率的影響因素,根據化學式判斷化合價,化學方程式的有關計算

專題：關系式法,氧化還原反應專題,化學反應速率專題

分析：（1）根據正負總化合價之和相等進行分析；
（2）類比Na₂SiO₃可寫成Na₂O?SiO₂完成Fe（CrO₂）₂的氧化物的形式；
（3）根據影響化學反應速率的因素分析；
（4）①根據流程及題中信息可知，少量不能除盡Na₂CO₃等雜質，過量會生成Na₂Cr₃O₁₀等副產物；
②發(fā)生了反應2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，生成了Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；
（5）根據過程中Cr元素守恒，利用關系式法進行計算．

解答： 解：（1）Fe（CrO₂）₂中，氧元素的化合價是-2價，總的負價是-8價，鉻元素的化合價是+3價，2個鉻原子化合價是+6價，所以鐵元素化合價是+2價；
故答案為：+2；
（2）Fe（CrO₂）₂ 中鐵元素化合價是+2價，氧化物為FeO，鉻元素化合價+3價，氧化物為Cr₂O₃，所以Fe（CrO₂）₂寫成氧化物形式為FeO?Cr₂O₃，
故答案為：FeO?Cr₂O₃ ；
（3）增大反應物的接觸面積可以加快反應速率，升高溫度可以加快反應速率，
故答案為：粉碎礦石、升高溫度等；
（4）①由于少量難以除盡碳酸鈉，過量會發(fā)生反應3CrO₄^2-+4H⁺=Cr₃O₁₀^2-+2H₂O，生成了Na₂Cr₃O₁₀等副產物，所以必須加入適量硫酸，
故答案為：少量不能除盡Na₂CO₃等雜質，過量會生成Na₂Cr₃O₁₀等副產物；
②由于發(fā)生了反應2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，生成了Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，所以乙中溶質的化學式為Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，
故答案為：Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；
（5）根據過程中Cr元素守恒可得如下關系式：
    Fe（CrO₂）₂ ～2Cr～Na₂Cr₂O₇?2H₂O
     104g                 298g
100.0kg×10.4%   m（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）
故m（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）=100.0kg×10.4%×298g÷104g=29.8kg，
故答案為：理論上可制得紅礬鈉晶體29.8kg．

點評：本題考查重鉻酸鈉的制取原理及除雜方法，涉及了電極知識的應用難度較大．側重考查學生的分析、理解等綜合能力．