2.鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO•Cr2O3,還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì),以下是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的流程圖:

已知:①4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2$\stackrel{750℃}{→}$8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
②Na2CO3+Al2O3$\stackrel{750℃}{→}$2NaAlO2+CO2
③Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+
根據(jù)題意回答下列問(wèn)題:
(1)操作Ⅰ的名稱是過(guò)濾,固體X中主要含有Fe2O3、MgO(填寫化學(xué)式);
(2)用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH=7~8后再進(jìn)行操作Ⅱ所得固體Y的成分為Al(OH)3(寫化學(xué)式).
(3)酸化步驟中調(diào)節(jié)溶液pH<5時(shí)發(fā)生反應(yīng)2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O.若將將醋酸改用鹽酸,鹽酸會(huì)與Cr2O72-反應(yīng)造成大氣污染并生成Cr3+雜質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72-+6Cl-+14H+=2 Cr3++3Cl2↑+7 H2O.
(4)下表是相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù),操作III發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7↓+2NaCl.該反應(yīng)在溶液中能發(fā)生的理由是:K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7。ɑ蛩姆N物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小).
物質(zhì)KClNaClK2Cr2O7Na2Cr2O7
溶解度(g/100g水)0℃2835.74.7163
40℃40.136.426.3215
80℃51.33873376
(5)含鉻廢渣(廢水)的隨意排放對(duì)人類生存環(huán)境有極大的危害.電解法是處理鉻污染的一種方法,金屬鐵作陽(yáng)極、石墨作陰極電解含Cr2O72-的酸性廢水,一段時(shí)間后產(chǎn)生Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀.
①電解法處理廢水的總反應(yīng)如下,配平并填寫空缺:(已知產(chǎn)物中n(Fe(OH)3):n(H2)=1:1)
6Fe+1Cr2O72-+2H++17H2O═6Fe(OH)3↓+2Cr(OH)3↓+6H2↑;
②已知常溫下Cr(OH)3的Ksp=6.4×10-32mol4/l4,若Ⅰ類生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)鉻含量最高限值是0.052mg/L,要使溶液中c(Cr3+)降到符合飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),須調(diào)節(jié)溶液的pH大于5.6.(已知lg2=0.3)

分析 鉻鐵礦通過(guò)焙燒,得到Na2CrO4、Fe2O3、MgO和NaAlO2的混合體系,然后加水溶解,過(guò)濾分離,得到固體Fe2O3、MgO,濾液中含有Na2CrO4、NaAlO2,再調(diào)節(jié)溶液的pH,使偏鋁酸鹽完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀,過(guò)濾分離,濾液繼續(xù)調(diào)節(jié)pH使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,最后向所得溶液中加入氯化鉀,利用溶解度不同,從溶液中析出溶解度更小的K2Cr2O7晶體.
(1)操作I是將互不相溶的固體與液態(tài)分離,由上述分析可知,固體X含有氧化鐵、氧化鎂;
(2)用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH=7~8,使偏鋁酸鹽完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀,再進(jìn)行過(guò)濾分離而除去;
(3)Cr2O72-具有強(qiáng)氧化性,將氯離子氧化為氯氣,還原得到Cr3+;
(4)由表中溶解度數(shù)據(jù),可知四種物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小,符合復(fù)分解反應(yīng)條件;
(5)①由電荷守恒可知,缺項(xiàng)物質(zhì)為H+,產(chǎn)物中n[Fe(OH)3]:n(H2)=1:1,設(shè)二者系數(shù)均為1,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,計(jì)算Cr(OH)3的系數(shù),再利用電荷守恒、原子守恒配平,然后擴(kuò)大倍數(shù)配平后離子方程式;
②鉻含量最高限值是0.052mg/L,則溶液中c(Cr3+)=1×10-6mol/L,將c(Cr3+)代入Ksp=c(Cr3+)×c3(OH-)計(jì)算溶液中c(OH-)的極小值,進(jìn)而計(jì)算溶液pH最小值.

解答 解:鉻鐵礦通過(guò)焙燒,得到Na2CrO4、Fe2O3、MgO和NaAlO2的混合體系,然后加水溶解,過(guò)濾分離,得到固體Fe2O3、MgO,濾液中含有Na2CrO4、NaAlO2,再調(diào)節(jié)溶液的pH,使偏鋁酸鹽完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀,過(guò)濾分離,濾液繼續(xù)調(diào)節(jié)pH使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,最后向所得溶液中加入氯化鉀,利用溶解度不同,從溶液中析出溶解度更小的K2Cr2O7晶體.
(1)操作I是將互不相溶的固體與液態(tài)分離,采取過(guò)濾方法分離,由上述分析可知,固體X含有Fe2O3、MgO,
故答案為:過(guò)濾;Fe2O3、MgO;
(2)用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH=7~8,使偏鋁酸鹽完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀,再進(jìn)行過(guò)濾分離而除去,操作Ⅱ所得固體Y的成分為Al(OH)3,
故答案為:Al(OH)3
(3)Cr2O72-具有強(qiáng)氧化性,將氯離子氧化為氯氣,還原得到Cr3+,反應(yīng)離子方程式為:Cr2O72-+6Cl-+14H+=2 Cr3++3Cl2↑+7 H2O,
故答案為:Cr2O72-+6Cl-+14H+=2 Cr3++3Cl2↑+7 H2O;
(4)由表中溶解度數(shù)據(jù),可知K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7。ɑ蛩姆N物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小),符合復(fù)分解反應(yīng)條件,故反應(yīng)可以發(fā)生,
故答案為:K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7。ɑ蛩姆N物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最。;
(5)①由電荷守恒可知,缺項(xiàng)物質(zhì)為H+,產(chǎn)物中n[Fe(OH)3]:n(H2)=1:1,設(shè)二者系數(shù)均為1,根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒,Cr(OH)3的系數(shù)為$\frac{1×3-1×2}{6-3}$=$\frac{1}{3}$,再利用電荷守恒、原子守恒、擴(kuò)大倍數(shù)配平后離子方程式為:6Fe+Cr2O72-+2H++17H2O=6Fe(OH)3↓+2Cr(OH)3↓+6H2↑,
故答案為:6,1,2H+,17,6,2,6;
②鉻含量最高限值是0.052mg/L,則溶液中c(Cr3+)=1×10-6mol/L,由代入Ksp=c(Cr3+)×c3(OH-),可知溶液中c(OH-)的極小值為$\root{3}{\frac{6.4×1{0}^{-32}}{1×1{0}^{-6}}}$mol/L=4×10-9mol/L,溶液pH最小值=-lg$\frac{1{0}^{-14}}{4×1{0}^{-9}}$=5.6,
故答案為:5.6.

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)制備方案,涉及對(duì)原理的分析評(píng)價(jià)、物質(zhì)的分離提純、氧化還原反應(yīng)配平、溶度積有關(guān)計(jì)算等,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ),理解工藝流程原理是解題關(guān)鍵,難度中等.

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10.某溫度下,對(duì)于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol.N2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖所示.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.將1.0mol氮?dú)狻?.0mol氫氣,置于1L密閉容器中發(fā)生反應(yīng),放出的熱量為92.4kJ
B.平衡狀態(tài)由A變到B時(shí),平衡常數(shù)K(A)<K(B)
C.上述反應(yīng)在達(dá)到平衡后,增大壓強(qiáng),H2的轉(zhuǎn)化率提高
D.保持壓強(qiáng)不變,通入惰性氣體,平衡常數(shù)不變,平衡不移動(dòng)

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11.實(shí)驗(yàn)室里鈉保存在下列哪種液體中( 。
A.煤油B.C.汽油D.四氯化碳

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8.H2O2是重要的化學(xué)試劑,在實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用廣泛.
(1)H2O2不穩(wěn)定,其生產(chǎn)過(guò)程要嚴(yán)格避免混入Fe2+和Fe3+,否則會(huì)發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng),加快其分解,且Fe2+和Fe3+各自的量保持不變.
①2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
②2Fe3++H2O2=O2↑+2Fe2++2H+(填離子方程式).
(2)H2O2的水溶液顯弱酸性,寫出一個(gè)用鹽酸制取H2O2的化學(xué)方程式Na2O2+2HCl═2NaCl+H2O2
(3)H2O2在使用中通常不會(huì)帶來(lái)污染.
①工業(yè)上利用Cl2+H2O2=2HCl+O2除氯,在此反應(yīng)中被氧化的物質(zhì)是H2O2
②消除某廢液中的氰化物(含CN-),完成下列反應(yīng):CN-+H2O2+H2O=HCO3-+NH3
(4)實(shí)驗(yàn)室常用酸性KMnO4溶液測(cè)定H2O2的濃度.
取10.00mL H2O2溶液樣品(密度近似為1g/mL)于錐形瓶中,加水到50.00mL,當(dāng)?shù)稳?.10mol/L KMnO4溶液40.00mL后,恰好完全反應(yīng).則原樣品中H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是3.4%.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

15.納米Fe3O4被廣泛地用作磁流體的磁性粒子.水熱法制備Fe3O4納米顆粒的反應(yīng)是:3Fe2++2S2O32-+O2+x OH-=Fe3O4+S4O62-+2H2O?
(1)水熱法所制得的水基磁流體超過(guò)30天都未出現(xiàn)分層和混濁現(xiàn)象,因?yàn)樵摲稚⑾凳悄z體;
(2)上述反應(yīng)方程式x=4;
(3)該反應(yīng)中1molFe2+被氧化時(shí),被Fe2+還原的O2的物質(zhì)的量為0.25mol;
(4)實(shí)驗(yàn)室用Na2S2O3固體配制100mL 0.0100mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液.請(qǐng)按配制的過(guò)程填寫選用儀器的順序:④⑤①③② (填編號(hào));
①玻璃棒 ②膠頭滴管 ③100mL容量瓶 ④天平 ⑤50mL燒杯
(5)配制0.0100mol/L標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),下列操作使所配溶液濃度偏高的是BE.
A.沒(méi)有用蒸餾水洗滌燒杯                   B.定容時(shí)俯視容量瓶刻度線
C.配制前容量瓶洗凈后沒(méi)干燥               D.搖勻后見(jiàn)液面下降,再加水至刻度線
E.用天平稱量藥品時(shí),左盤低,右盤高.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

7.氯苯是重要的有機(jī)化工產(chǎn)品,是燃料、醫(yī)藥、有機(jī)合成的中間體,工業(yè)上常用“間歇法”制。磻(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)裝置圖(加熱裝置都已略去)如下:
+Cl2$\stackrel{FeCl_{3}}{→}$+HCl
回答下列問(wèn)題:
(1)A反應(yīng)器是利用實(shí)驗(yàn)室法制取氯氣,中空玻璃管B的作用是平衡氣壓.冷凝管中冷水應(yīng)從a(填“a”或“b”)處通入.
(2)把干燥的氯氣通入裝有干燥笨的反應(yīng)器C中(內(nèi)有相當(dāng)于笨量1%的鐵屑作催化劑).
加熱維持反應(yīng)溫度在40-60℃為宜,溫度過(guò)高回生成過(guò)多的二氯苯.
①對(duì)C加熱的方法時(shí)c(填序號(hào)).
a.酒精燈加熱b.油浴加熱c.水浴加熱
②D出口的氣體成份有HCl、苯蒸汽和氯氣.
(3)C反應(yīng)器反應(yīng)完成后,工業(yè)上要進(jìn)行水洗,堿洗以及食鹽干燥,才能蒸餾.
①堿洗之前要水洗的目的是洗去一部分無(wú)機(jī)物,同時(shí)為了減少堿的用量,節(jié)約成本.
②寫出用10%氫氧化鈉溶液堿洗時(shí)可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl、HCl+NaOH=NaCl+H2O等.
(寫兩個(gè)即可)
(4)上述裝置圖中A、C反應(yīng)器之間,需要增添一U型管,其內(nèi)置物質(zhì)是五氧化二磷或氯化鈣.
(5)工業(yè)生產(chǎn)中苯的流失情況如下:
 項(xiàng)目二氯苯 尾氣 不確定苯耗 流失總量 
 苯流失量(kg/t) 1324.9 51.3 89.2 
則1t苯可制得成品為$\frac{(1-0.0892)×112.5}{78}$t(只要求列式)

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14.SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體,分子結(jié)構(gòu)中只存在S-F鍵.已知:1mol S(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,斷裂1mol F-F、S-F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ.則反應(yīng)S(s)+3F2(g)═SF6(g)的能量變化為(  )
A.放出1780kJ的能量B.放出1220kJ的能量
C.放出450kJ的能量D.吸收430kJ的能量

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

11.某有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 ,取足量的Na、NaOH和新制Cu(OH)2分別與等物質(zhì)的量的A在一定條件下充分反應(yīng)時(shí),理論上需 Na、NaOH和新制Cu(OH)2三種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為3:2:3.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

12.已知五種元素的原子序數(shù)的大小順序?yàn)镃>A>B>D>E;A、C同周期,B、C同主族;A與B形成離子化合物A2B,A2B中所有離子的電子數(shù)相同,其電子總數(shù)為30;D和E可形成4核10電子分子.試回答下列問(wèn)題:
(1)寫出五種元素的符號(hào):ANa,BO,CS,DN,EH.
(2)用電子式表示離子化合物A2B的形成過(guò)程
(3)寫出D元素形成的單質(zhì)的結(jié)構(gòu)式:
(4)寫出下列物質(zhì)的電子式:A、B、E形成的化合物:;D、E形成的化合物:
(5)寫出A2B2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑.

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