分析 以铬铁矿(FeCr2O4)为原料利用铝热法冶铁金属铬,铬铁矿加入纯碱通入空气焙烧后加入水浸取过滤得到红棕色滤渣为氧化铁,滤液中加入硫粉和水蒸气还原Na2CrO4,为防止步骤Ⅳ中形成Cr(OH)3胶体,采用将硫粉分次加入的方法减慢反应速率,过滤得到氢氧化铬和硫代硫酸钠溶液,灼烧氢氧化铬分解得到氧化铬,氧化铬和金属铝混合加热瓦发生铝热反应生成Cr,
(1)铬酸(H2Cr2O7)对应铬元素化合价+6价,CrO3属于铬酸的酸酐为酸性氧化物;
(2)步骤Ⅱ焙烧时发生反应是FeCr2O4)和碳酸钠、氧气高温加热生成Na2CrO4、Fe2O3、CO2;
(3)红棕色滤渣为氧化铁;
(4)将硫粉分次加入的方法是减慢反应速率,步骤Ⅳ反应是Na2CrO4、S、H2O反应生成Cr(OH)3、Na2S2O3,结合电子守恒计算;
(5)氢氧化铬受热分解生成氧化铬和水;
(6)该反应原理是铝热反应,首先镁条起引燃作用,KClO3在高温下分解放出氧气,使镁条在氧气中燃烧放出大量热量为铝热反应提供热量;
(7)m(Cr)始=10t×67.2%×$\frac{52×2}{56+52×2+16×4}$=3.12t,已知步骤Ⅰ铬的损耗率为5%,步骤Ⅱ铬的损耗率为8%,其余各步铬的损耗率为5%,结合元素守恒计算.
解答 解:以铬铁矿(FeCr2O4)为原料利用铝热法冶铁金属铬,铬铁矿加入纯碱通入空气焙烧后加入水浸取过滤得到红棕色滤渣为氧化铁,滤液中加入硫粉和水蒸气还原Na2CrO4,为防止步骤Ⅳ中形成Cr(OH)3胶体,采用将硫粉分次加入的方法减慢反应速率,过滤得到氢氧化铬和硫代硫酸钠溶液,灼烧氢氧化铬分解得到氧化铬,氧化铬和金属铝混合加热瓦发生铝热反应生成Cr,
(1)铬酸(H2Cr2O7)对应铬元素化合价+6价,CrO3属于铬酸的酸酐,溶于水生成铬酸,能和碱反应生成盐和水为酸性氧化物,
故答案为:酸性氧化物;
(2)步骤Ⅱ焙烧时发生反应是FeCr2O4)和碳酸钠、氧气高温加热生成Na2CrO4、Fe2O3、CO2,其中铁元素化合价+2价变化为+3价,铬元素化合价+3价变化为+6价,氧元素化合价0价变化为-2价,电子守恒配平得到反应的化学方程式为:4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2,
故答案为:4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2;
(3)步骤Ⅱ所得产物分析可知肼步骤Ⅲ浸取过滤后,钠盐溶于水,氧化铁为红棕色滤渣,红棕色滤渣为氧化铁,化学式为:Fe2O3,
故答案为:Fe2O3;
(4)将硫粉分次加入的方法是减慢反应速率,防止步骤Ⅳ中形成Cr(OH)3胶体,步骤Ⅳ反应是Na2CrO4、S、H2O反应生成Cr(OH)3、Na2S2O3,结合电子守恒计算,硫元素化合价0价变化为+2价,S为还原剂总共化合价升高4价,铬元素化合价+6价被还原为+3价,则Na2CrO4是氧化剂个元素化合价共降低3价,n(氧化产物):n(还原产物)=n(还原剂):n(氧化剂)=3:4,
故答案为:减慢;3:4;
(5)氢氧化铬受热分解生成氧化铬和水,反应的化学方程式为:2Cr(OH)3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Cr2O3+3H2O,
故答案为;2Cr(OH)3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Cr2O3+3H2O;
(6)该反应原理是铝热反应,首先镁条起引燃作用,KClO3在高温下分解放出氧气,使镁条在氧气中燃烧放出大量热量为铝热反应提供热量,铝粉将铬元素从化合物中置换出来,所以镁条和氯酸钾提供反应所需的热量,Ⅶ中加入的“发热剂”可以是KClO3,
故答案为:a;
(7)m(Cr)始=10t×67.2%×$\frac{52×2}{56+52×2+16×4}$=3.12t,已知步骤Ⅰ铬的损耗率为5%,步骤Ⅱ铬的损耗率为8%,其余各步铬的损耗率为5%,结合元素守恒计算,
m(Cr)终=3.12t×95%×92%×955=2.59t,
故答案为:2.59.
点评 本题考查了物质分离提纯、物质性质、除杂过程分析判断、氧化还原反应、铝热反应等知识点,掌握基础是解题关键,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 反应开始2min内,v(A)=0.025mol/(L•mol) | |
B. | t1时改变的条件可能是升高温度 | |
C. | t3时改变的条件可能是加压,此时c(B)不变 | |
D. | t4时可能是使用了催化剂,此时c(B)不变 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
选项 | 混合物 | 除杂试剂 | 分离方法 |
A | 己烷(己烯) | 溴的CCl4溶液 | 分液 |
B | 溴乙烷(乙醇) | 水 | 分液 |
C | 淀粉溶液(NaCl) | 水 | 过滤 |
D | 皂化液(甘油) | NaCl | 盐析,分液 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 分子数不同 | B. | 质子数相同 | C. | 氧原子数相同 | D. | 气体质量相同 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 18O存在于所有物质中 | B. | 有的乙醇分子可能不含18O | ||
C. | 所得酯的相对分子质量为88 | D. | 18O仅存在于乙醇和乙酸乙酯里 |
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题
A. | A可以形成+1价阳离子 | B. | B的最高价为+6价 | ||
C. | Z一定可以与水反应 | D. | Z中不可能含有共价键 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | CH3COO- | B. | NH4+ | C. | Fe2+ | D. | Ba2+ |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 用酸性KMnO4溶液鉴别乙烯和CH2=CH-CH3 | |
B. | 将铁屑、溴水、苯混合制溴苯 | |
C. | 检验蔗糖是否水解:取1mL 20%的蔗糖溶液,加3~5滴稀硫酸.水浴加热5min后取少量溶液,再加入少量新制备的Cu(OH)2,加热3~5 min,观察实验现象 | |
D. | 将铜丝在酒精灯上加热后,立即伸入无水乙醇中,铜丝恢复成原来的红色 |
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
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