【題目】鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3,還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質,以下是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的流程圖:
已知:①Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑;
②Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。
根據題意回答下列問題:
(1)“焙燒”時FeO·Cr2O3轉化為Na2CrO4和Fe2O3,寫出“焙燒”時反應的化學方程式:_____________。
(2)①要檢測“酸化”操作中溶液的pH是否等于4.5,應該使用______(填字母代號)。
a.廣泛pH試紙
b.甲基橙
c.pH計
d.精密pH試紙
②“酸化”步驟用醋酸調節(jié)溶液pH<5,其目的是_____________。
(3)“操作Ⅲ”由多步組成,獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是:加入KCl固體、_____________、_____________、過濾、洗滌、干燥。
(4)相關物質的溶解度數據如下表所示!安僮鳍蟆敝邪l(fā)生反應的化學方程式為Na2Cr2O7+2KCl===K2Cr2O7↓+2NaCl。該反應在溶液中能發(fā)生的理由是_____________。
物質 | KCl | NaCl | K2Cr2O7 | Na2Cr2O7 |
溶解度 | ||||
(g/100 g水) | ||||
0 ℃ | 28 | 35.7 | 4.7 | 163 |
40 ℃ | 40.1 | 36.4 | 26.3 | 215 |
80 ℃ | 51.3 | 38 | 73 | 376 |
(5)稱取重鉻酸鉀試樣5.000 g配成500 mL溶液,取出50.00 mL于碘量瓶中,加入20 mL 2 mol/L H2SO4溶液和足量碘化鉀,放于暗處5 min。然后加入100 mL水,加入3mL__________(填試劑名稱)作指示劑,用0.100 0 mol/L Na2S2O3標準溶液進行滴定,若實驗中共用去Na2S2O3標準溶液48.00 mL,則所得產品中重鉻酸鉀的純度為___________(保留3位有效數字)。(已知:Cr2O72-+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O;I2+2S2O32-===2I-+S4O62-)
【答案】4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2 cd 使CrO42-轉化為Cr2O72- 蒸發(fā)濃縮 冷卻結晶 相同溫度下K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7的小(或較低溫度下,四種物質中K2Cr2O7的溶解度最小) 淀粉溶液 47.0%
【解析】
鉻鐵礦與碳酸鈉混合通過焙燒,得到Na2CrO4、Fe2O3、MgO和NaAlO2的混合體系,然后加水溶解得到固體Fe2O3、MgO和Na2CrO4、NaAlO2溶液,再調節(jié)溶液的pH,使偏鋁酸鹽完全沉淀,繼續(xù)調節(jié)溶液的pH使CrO42-轉化為Cr2O72-,最后向所得溶液中加入氯化鉀,生成溶解度較小的K2Cr2O7。
(1)根據化合價升降法及元素守恒可配平化學方程式;
(2)①通常pH試紙只能測定溶液pH的整數,測定pH是小數的需要用精確試紙或pH計;
②結合流程圖和反應過程中得到物質分析,酸化步驟用醋酸調節(jié)溶液pH<5為了轉化CrO42-離子為Cr2O72-;
(3)溶液中得到溶質晶體的方法是蒸發(fā)濃縮,冷卻結晶,過濾洗滌步驟分析回答;
(4)依據物質溶解度比較分析,反應向溶解度小的方向進行;
(5)碘單質遇到淀粉變藍,反應的關系式為Cr2O72-~3I2~62S2O32-,由此計算即可。
(1)根據反應中各物質的元素化合價變化可知,鐵從+2價變?yōu)椋?/span>3價,鉻從+3價變?yōu)椋?/span>6價,氧從0價變?yōu)椋?/span>2價,根據化合價升降法及元素守恒可配平化學方程式為
4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑,故答案為:4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑。
(2)①要檢測酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,普通pH試紙只能測定溶液pH到整數,是近似測定,準確測定需要用pH計或精確pH試紙,故答案為:cd。
②酸化步驟用醋酸調節(jié)溶液pH<5,依據流程圖中物質的轉化和制備目的可知,結合反應平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+,加入酸,氫離子濃度增大,平衡左移,作用是使CrO42-轉化為Cr2O72-,故答案為:使CrO42-轉化為Cr2O72-。
(3)操作Ⅲ有多步組成,獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是:加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮,冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到晶體,故答案為:蒸發(fā)濃縮,冷卻結晶。
(4)依據圖表物質的溶解度分析對比,操作Ⅲ發(fā)生反應的化學方程式是:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl;說明相同溫度下K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7的小(或較低溫度下,四種物質中K2Cr2O7的溶解度最小),
故答案為:相同溫度下K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7的小(或較低溫度下,四種物質中K2Cr2O7的溶解度最小)。
(5)碘遇淀粉顯藍色,因此可以用淀粉作指示劑。根據Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可得反應的關系式為:Cr2O72-~3I2~62S2O32-,所以n(Cr2O72-)=0.1000mol/L×0.048L/6=0.0008mol,所以500mL重鉻酸鉀中n(Cr2O)=0.008mol,m(K2Cr2O7)=0.008mol×294gmol-1=2.352g,其純度=2.352g/5g×100%=47%,故答案為:淀粉溶液,47.0%。
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【題目】一種新型微生物燃料電池可用于污水凈化、海水淡化,其工作原理如圖所示。下列說法正確的是
A. a為電池的正極
B. 海水淡化的原理是:電池工作時,Na+移向左室,C1-移向右室
C. 處理NO的電極反應為:2 NO+6H2O+10e-===N2↑+12OH-
D. 若用C6H12O6表示有機廢水中有機物,每消耗1 mol C6H12O6轉移6 mol e-
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【題目】已知常溫時HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4。現(xiàn)將pH和體積都相同的次氯酸和氫氟酸溶液分別加蒸餾水稀釋,pH隨溶液體積的變化如圖所示。下列敘述正確的是
A. 曲線I為次氯酸稀釋時pH變化曲線
B. 取a點的兩種酸溶液,中和相同體積、相同濃度的NaOH溶液,消耗次氯酸的體積較小
C. a點時,若都加入相同大小的鋅粒,此時與氫氟酸反應的速率大
D. b點溶液中水的電離程度比c點溶液中水的電離程度小
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【題目】某課外實驗小組設計的下列實驗不合理的是( )
A. 蒸干NH4Cl飽和溶液制備NH4Cl晶體
B. 實驗室制備少量氨氣
C. 制備并觀察氫氧化亞鐵
D. 證明過氧化鈉與水反應放熱
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【題目】下表是元素周期表短周期的一部分
① | ||||||||
② | ③ | ④ | ||||||
⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
(1)①-⑦元素中金屬性最強的元素位于周期表中的位置為______________________。
(2)③與⑤形成的化合物溶于水會劇烈反應生成白色沉淀和氣體A,請寫出該反應的化學方程式 ___________________ ,氣體A的實驗室制備化學方程式為______________。
(3)④所形成的單質與水反應的方程式 _____________,該反應的類型是_______反應。
(4)②、③、⑦的最高價含氧酸的酸性由弱到強的順序是__________________(用化學式表示);④所在族的各元素與氫氣化合所形成的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性由強到弱的順序是(用化學式表示)__________________。
(5)表中元素③、⑥它們最高價氧化物的水化物相互反應的離子方程式為_____________。
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【題目】在一定溫度下,可逆反應A(g)+3B(g) 2C(g)達到平衡的標志是
A. C生成的速率與C分解的速率相等
B. 單位時間內生成n molA,同時消耗3nmol B
C. A、B、C的濃度相等
D. A、B、C的分子數之比為1∶3∶2
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【題目】下列離子方程式不正確的是( )
A. 用Fe電極電解NaCl溶液:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
B. 四氧化三鐵溶于氫碘酸:Fe3O4+8H+ +2I-=3Fe2+ +4H20+I2
C. 碳酸氫鈉溶液中加入足量澄清石灰水:Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O
D. 硫酸氫鈉溶液與氫氧化鋇溶液混合顯中性:2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
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【題目】短周期元索M、N、X、Y、Z的原子序數依次增大,它們組成的單質或化合物存在如下轉化關系。甲、丁為二元化合物(兩種元素形成的化合物),乙、戊為單質,丙、己為三元化合物。已知25℃時,0.1mol/L的甲、丙兩溶液的pH分別為l、13 ,丁、己兩溶液混合時產生白色沉淀。下列推斷正確的是
A. M分別與N、X、Z形成的簡單化合物中,M與N形成的化合物熔點最高
B. 原子半徑:Z>Y>X>M>N
C. X、Y、Z的最高價氧化物對應的水化物能相互反應
D. Z的陰離子結合質子的能力比N的陰離子強
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