【題目】金屬鉻(Cr)的本意是顏色,因為它的化合物或離子都有美麗的顏色。下表是幾種常見含鉻的離子水溶液的顏色:

離子

Cr2O72-

Cr(OH)4

Cr3+

CrO42-

Cr2+

顏色

橙色

綠色

藍紫色

黃色

藍色

(1)鉻鐵礦的主要成分是Fe(CrO2)2,該物質中三種元素的化合價均為整數(shù),則Cr的化合價是_____________。

(2)向Na2CrO4溶液中加入濃鹽酸,溶液會變?yōu)樗{紫色并有黃綠色氣體產(chǎn)生,則氧化劑和還原劑的物質的量之比為_____________

(3)向Na2Cr2O7溶液中加入濃NaOH溶液,會變成黃色,請解釋原因(用離子方程式和必要的文字說明)_____________________________________________。

(4)工業(yè)上以鉻鐵礦[主要成分為Fe(CrO2)2,含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質]為主要原料,生產(chǎn)重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O7·2H2O)。主要工藝流程如下:

①濾渣的成分是_____________(寫化學式)

②寫出煅燒過程中,所發(fā)生的非氧化還原反應的化學方程式(任寫一個)______________________。

③煅燒過程中,所發(fā)生的氧化還原反應如下:(其中浸出液顯黃色),請完成下面化學方程式并配平。

□Fe(CrO2)2+□Na2CO3+□O2=_________+□Fe2O3+□CO2

④工業(yè)上在重鉻酸鈉溶液中加入適量稀硫酸,用石墨作電極電解生產(chǎn)金屬鉻,陰極的電極反應式為__________________。

【答案】 +3 1∶3 NaCr2O7溶液中存在Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H,c(OH-)增大平衡正向移動,從而使溶液中c(CrO42-)增大,溶液顯黃色 Al(OH)3 H2SiO3 Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑或Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2 Cr2O72-+12e-+14H+=2Cr+7H2O

【解析】(1)鉻鐵礦的主要成分是Fe(CrO2)2,鐵有+2 +3價,該物質中三種元素的化合價均為整數(shù),所以則Cr的化合價是+3價。

(2)由已知向Na2CrO4溶液中加入濃鹽酸,溶液會變?yōu)樗{紫色并有黃綠色氣體產(chǎn)生,知

2CrO42-+ 16H++ 6Cl_= Cr3++ 3Cl2+ 8H2O所以氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶3。

(3)向Na2Cr2O7溶液為橙色,加入濃NaOH溶液,會變成黃色的CrO42-。沒有化合價發(fā)生變化,所以發(fā)生水解反應,方程式為:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H,c(OH-)增大平衡正向移動,從而使溶液中c(CrO42-)增大,溶液顯黃色 。

(4)鉻鐵礦的主要成分為Fe(CrO2)2,含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質,加純堿煅燒發(fā)生的反應為SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2

(3)4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2

水浸過濾后濾液再通CO2的產(chǎn)物為Al(OH)3 H2SiO3,所以①濾渣的成分是Al(OH)3 H2SiO3。

煅燒過程中,所發(fā)生的非氧化還原反應的化學方程式Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑或Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 。

煅燒過程中發(fā)生□Fe(CrO2)2+□Na2CO3+□O2=□____+□Fe2O3+□CO2,屬于氧化還原反應,根據(jù)電子守恒進行配平為:4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2

工業(yè)上在重鉻酸鈉溶液中加入適量稀硫酸,用石墨作電極電解生產(chǎn)金屬鉻,知Na2Cr2O7 Cr發(fā)生還原反應做陰極,陰極的電極反應式為Cr2O72-+12e-+14H+=2Cr+7H2O。

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第二份加入足量NaOH溶液加熱后,收集到0.08mol氣體;

第三份加入足量BaCl2溶液后,得到干燥沉淀12.54g,經(jīng)足量的鹽酸洗滌、干燥后,沉淀質量為4.66g.

綜合上述實驗,回答下列問題:

1不做任何實驗就可以肯定原溶液中不存在的離子是__________。

2該混合物中一定含有的離子__________;可能含有的離子__________。

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