Question

【題目】鉻是人體必需的微量元素，鉻元素形成的化合物很多，常見的有Cr2O3、(NH4)2Cr2O7、[Cr（CH3COO）2]22H2O等，請回答下列問題：

（1）鉻熔點較高，一般應(yīng)用鋁熱反應(yīng)制備鉻單質(zhì)。寫出利用Cr2O3制備單質(zhì)鉻的化學(xué)方程式 ____________________ 。

（2）實驗室常用Fe2+處理含(NH4)2Cr2O7的廢水，其流程如下：

Cr2O72﹣Cr3+Cr（OH）3↓

①(NH4)2Cr2O7中鉻的化合價為 ________ 。

②第一步的離子方程式為_____ 。

③已知三價鉻[Cr（III）]在水溶液中的存在形態(tài)隨pH的變化如下圖，為盡可能除去鉻元素實現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，pH要控制在_______；若pH過高，溶液中殘留鉻量增大，其原因是 __________

（3）醋酸亞鉻水合物{[Cr（CH3COO）2]22H2O，相對分子質(zhì)量為376} 是常用的氧氣吸收劑。實驗室中以鋅粒、三氯化鉻溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為制備醋酸亞鉻水合物，其裝置如圖所示，且儀器1中預(yù)先加入鋅粒。

已知二價鉻不穩(wěn)定，極易被氧氣氧化，不與鋅反應(yīng)。制備過程中發(fā)生的相關(guān)反應(yīng)如下：

a．Zn＋2HCl═ZnCl2＋H2↑

b．Zn＋2CrCl3═2CrCl2＋ZnCl2

c．2Cr2＋＋4CH3COO＋2H2O═[Cr（CH3COO）2]22H2O↓

①以上發(fā)生的反應(yīng)中，屬于氧化還原反應(yīng)的是_______（填序號）。

②往儀器1中加入鹽酸和三氯化鉻溶液的順序是先加入鹽酸一段時間后再加入三氯化鉻溶液，然后再加入鹽酸。這樣做的主要目的是____________________。

③已知其他反應(yīng)物足量，實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)9.51g，取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1molL-1實驗后得干燥純凈的[Cr（CH3COO）2]22H2O 9.48 g，則該實驗所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為 __________（保留兩位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】2Al+Cr2O32Cr+Al2O3+6（價）Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++7H2O+6Fe3+6～12Cr（OH）3轉(zhuǎn)化為可溶性的Cr（OH）4-ab讓鋅粒與鹽酸先反應(yīng)產(chǎn)生H2，把裝置中的空氣趕出，避免生成的亞鉻離子被氧化，然后再加入鹽酸，利用產(chǎn)生的氫氣把液體壓入右邊的儀器84%

【解析】本題考查鉻元素及其化合物性質(zhì)、制備的知識點，可從題給的已知信息和圖像及相關(guān)基礎(chǔ)知識入手，根據(jù)氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)、溶液的PH和實驗操作的有關(guān)知識進行解答。

（1）Al的還原性大于Cr，可發(fā)生2Al+Cr2O32Cr+Al2O3

（2）①根據(jù)化合物中，化合價代數(shù)和為0，可知 (NH4)2Cr2O7中鉻的化合價為+6

②Cr2O72﹣有氧化性，Fe2+有還原性，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，第一步的離子方程式為 Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++7H2O+6Fe3+ 。

③除去鉻元素實現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放，須使鉻元素全部生成Cr（OH）3沉淀，由圖像可知pH要控制在6～12之間。若pH過高，Cr（OH）3溶解于堿中，生成溶于水的Cr（OH）4- ，溶液中殘留鉻量增大。

（3）①a、b反應(yīng)中有元素化合價的改變，是氧化還原反應(yīng)，c 中元素化合價未變，不是氧化還原反應(yīng)，因此屬于氧化還原反應(yīng)的是a、c

②二價鉻不穩(wěn)定，易被氧氣氧化，為了防止被氧化，首先需要排盡裝置中的空氣，三氯化鉻溶液在2裝置中反應(yīng)，必須將1裝置中的三氯化鉻溶液壓入2中，所答案為：讓鋅粒與鹽酸先反應(yīng)產(chǎn)生H2，把裝置中的空氣趕出，避免生成的亞鉻離子被氧化，然后再加入鹽酸，利用產(chǎn)生的氫氣把液體壓入右邊的儀器

③ CrCl3的物質(zhì)的量為9.51/158.5=0.06（mol），醋酸鈉的物質(zhì)的量為1.5*0.1=0.15（mol），根據(jù) 2CrCl2＋4CH3COONa＋2H2O═[Cr（CH3COO）2]22H2O↓+4NaCl可知CrCl3全反應(yīng)，則[Cr（CH3COO）2]22H2O的物質(zhì)的量為0.03mpl，質(zhì)量為0.03*376g=11.28g,產(chǎn)率為9.48/11.28=0.84，所以產(chǎn)率為84%。