Question

2012年4月15日，中央電視臺曝光某些企業(yè)用工業(yè)明膠制成藥用膠囊，流入市場，危害消費者的身體健康．工業(yè)明膠生產(chǎn)過程中使用含鉻物質(zhì)做催化劑．鉻及其化合物在生產(chǎn)生活中具有十分廣泛的用途．
I．交警使用的一種酒精測試儀就利用了K₂Cr₂O₇的強氧化性．反應(yīng)的原理是2K₂Cr₂O₇+3C₂H₅OH+8H₂SO₄=2Cr₂（SO₄）₃+3CH₃COOH+2K₂SO₄+11H₂O，該反應(yīng)中若有46g乙醇參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目是

 

．
Ⅱ．含鉻廢水必須經(jīng)過處理與凈化才能排放．
化工廠對產(chǎn)生的含Cr₂O₇^2-的廢水通常有如下兩種處理工藝：
[工藝一]利用電解原理：向廢水中加入適量的NaCl（增強溶液的導電性），用Fe做電極進行電解，Cr₂O₇^2-被還原為Cr³⁺，然后轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃沉淀除去．
[工藝二]利用原電池原理：在處理池中，焦炭和鐵屑與酸性Cr₂O₇^2-溶液形成原電池，使Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，再在堿性溶液中把Cr³⁺沉淀析出．其工藝流程如圖：

（1）[工藝一]中，將Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化成Cr³⁺的還原劑是

 

．
（2）[工藝二]中，處理池中原電池反應(yīng)的總反應(yīng)式為：Cr₂O₇^2-+3Fe+14H⁺=2Cr³⁺+3Fe²⁺+7H₂O，該電池的正極反應(yīng)式為：

 

．
（3）沉淀池中，可用石灰乳對Cr³⁺進行沉降．寫出沉降Cr³⁺的離子方程式：

 

．
Ⅲ．重鉻酸鈉（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）俗稱紅礬鈉是重要的化工產(chǎn)品．在工業(yè)上用鉻鐵礦[主要成分是Fe（CrO₂）₂，其中鉻元素為+3價]為原料生產(chǎn)．
（1）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

 

．
（2）工業(yè)生產(chǎn)過程中將鉻鐵礦與某物質(zhì)X混合，高溫煅燒，礦石中難溶于水的Fe（CrO₂）₂生成可溶于水的Na₂CrO₄，反應(yīng)的化學方程式為4Fe（CrO₂）₂+8X+7O₂=2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂，則X的化學式是

 

．為了加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率，可采取的措施有

 

．（回答兩條即可）

Answer 1

考點：氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計算,氧化還原反應(yīng),化學平衡的影響因素,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：

分析：I．該反應(yīng)中Cr元素化合價由+6價變?yōu)?3價、C元素化合價由-2價變?yōu)?價，根據(jù)乙醇和轉(zhuǎn)移電子之間關(guān)系式計算；
II．（1）陽極上鐵失電子生成亞鐵離子，亞鐵離子具有還原性，將Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺；
（2）在原電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，據(jù)此書寫電極反應(yīng)；
（3）根據(jù)復分解反應(yīng)的特點來回答；
Ⅲ．（1）類比Na₂SiO₃可寫成Na₂O?SiO₂完成Fe（CrO₂）₂的氧化物的形式；
（2）根據(jù)元素守恒以及影響化學反應(yīng)速率的因素分析．

解答： 解：I．該反應(yīng)中Cr元素化合價由+6價變?yōu)?3價、C元素化合價由-2價變?yōu)?價，乙醇的物質(zhì)的量=

46

46g/mol

=1mol，1mol乙醇完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)目=1mol×2×2×N_A/mol=4N_A，故答案為：4N_A；
II．（1）陽極上鐵失電子生成Fe ²⁺，F(xiàn)e ²⁺ 具有還原性，將Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺，故答案為：Fe ²⁺；
（2）在原電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即Cr₂O₇^2-+6e^-+14H⁺=2Cr³⁺+7H₂O，故答案為：Cr₂O₇^2-+6e^-+14H⁺=2Cr³⁺+7H₂O；
（3）沉淀池中，用石灰乳對Cr³⁺進行沉降，沉降Cr³⁺的離子方程式為：Cr³⁺+Ca（OH）₂=Ca²⁺+Cr（OH）₃↓，故答案為：Cr³⁺+Ca（OH）₂=Ca²⁺+Cr（OH）₃↓；
Ⅲ．（1）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 ；
（2）反應(yīng)的化學方程式為4Fe（CrO₂）₂+8X+7O₂=2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂，根據(jù)元素守恒在，則X的化學式是Na₂CO₃，增大反應(yīng)物的接觸面積可以加快反應(yīng)速率，升高溫度可以加快反應(yīng)速率，
故答案為：Na₂CO₃；粉碎礦石、升高溫度等．

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(yīng)用，難度較大．側(cè)重考查學生的分析、理解等綜合能力．