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7.以铬铁矿(主要成分是FeO•Cr2O3,含少量MgCO3、Al2O3、SiO2等)为原料制取铬酸钠(Na2CrO4)晶体的工艺流程如下:

已知:①+3价Cr在酸性溶液中性质稳定,当pH>9时以CrO2-形式存在且易氧化;
②常温下,部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下.
阳离子Fe3+Fe2+Mg2+Al3+Cr3+
开始沉淀时的pH2.77.69.0----
沉淀完全时的pH3.79.611.089(>9溶解)
(1)流程中两次使用了H2O2,分别写出反应的离子方程式:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O、2CrO2-+3H2O2+2OH-═2CrO42-+4H2O.
(2)流程图中“□”内的操作是蒸发浓缩、冷却结晶.
(3)加入NaOH调节溶液的pH=8时,被除去的离子是Fe3+、Al3+;调节溶液的pH>11时,被除去的离子是Mg2+
(4)“调pH=8”和“调pH>11”中间的“过滤”步骤能否省略,为什么?不能,当pH=8时Al3+已经完全转化为Al(OH)3,若不经过滤除去,当继续加入NaOH时Al(OH)3会溶解,引入杂质离子AlO2-

分析 铬铁矿用稀硫酸酸浸,FeO、Cr2O3、MgCO3、Al2O3与硫酸反应加入溶液,而SiO2不反应,过滤除去SiO2.用H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再调节pH=8时,Fe3+、Al3+完全沉淀,过滤得到滤渣为Al(OH)3和Fe(OH)3,再调节pH=11,Mg2+完全沉淀被除去且Cr元素以CrO2-的形式存在,过滤后,向滤液中再加入过氧化氢,将CrO2-氧化为CrO42-,最后采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法得到Na2CrO4晶体.
(1)第一次加入H2O2是为了将Fe2+氧化为Fe3+,第二次加入H2O2是为了将CrO2-氧化为CrO42-
(2)Na2CrO4溶液得到Na2CrO4晶体,可以采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法;
(3)当pH=8时Fe3+、Al3+已完全沉淀,pH>11时,Mg2+完全被除去且Cr元素以CrO2-的形式存在;
(4)“调pH=8”时沉淀成分是Al(OH)3和Fe(OH)3,如果不把前者除去,当继续加入NaOH至pH=11时,Al(OH)3会溶解,引入杂质离子AlO2-

解答 解:(1)第一次加入H2O2是为了将Fe2+氧化为Fe3+,反应离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;第二次加入H2O2是为了将CrO2-氧化为CrO42-,反应离子方程式为:2CrO2-+3H2O2+2OH-═2CrO42-+4H2O,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;2CrO2-+3H2O2+2OH-═2CrO42-+4H2O;
(2)Na2CrO4溶液得到Na2CrO4晶体,可以采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法,
故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
(3)由阳离子转化为氢氧化物完全沉淀的pH数据,可知当pH=8时Fe3+、Al3+已完全沉淀,pH>11时,Mg2+完全被除去且Cr以CrO2-的形式存在,
故答案为:Fe3+、Al3+;Mg2+
(4)“调pH=8”时沉淀成分是Al(OH)3和Fe(OH)3,如果不把前者除去,当继续加入NaOH至pH=11时,Al(OH)3会溶解,引入杂质离子AlO2-
故答案为:不能,当pH=8时Al3+已经完全转化为Al(OH)3,若不经过滤除去,当继续加入NaOH时Al(OH)3会溶解,引入杂质离子AlO2-

点评 本题属于工艺流程制备题目,考查制备原理、实验方案评价、物质分离提纯、获取信息的能力,是对基础知识的综合考查,难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

17.如图为元素周期表截取的短周期的一部分,四种元素均不是稀有气体元素.下列关于这四种元素及其化合物的说法中正确的是(  )
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.气态氢化物的稳定性:Z>W>X>Y
C.z的最高正化合价与最低负化合价的绝对值可能相等
D.w的最高价氧化物的水化物可能为弱酸,也有可能为强酸

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.下列关于SO2、NO2的说法不正确的是(  )
A.两者都能形成酸雨B.两者都能与NaOH溶液反应
C.两者都既有氧化性,又有还原性D.两者与水反应都生产强酸

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

15.如图为钠硫高能电池的结构示意图,该电池的工作温度为320℃左右,电池反应为2Na+xS═Na2Sx,正极的电极反应式为xS+2e-═Sx2-,M(由Na2O和Al2O3制得)的两个作用是导电和隔绝Na、S的作用.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源.工业上常以β锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂.其中一种工艺流程如下:

已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2
开始沉淀pH2.73.79.6
完全沉淀pH3.74.711
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃010205075100
Li2CO3的溶解度/g1.5391.4061.3291.1810.8660.728
请回答下列问题:
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:Li2O•Al2O3•4SiO2
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是除去反应Ⅰ中过量的H2SO4;控制pH,使Fe3+、Al3+完全沉淀.
(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式:Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Ca2++CO32-═CaCO3↓.
(4)洗涤所得Li2CO3沉淀要使用热水(选填“热水”或“冷水”),你选择的理由是Li2CO3在较高温度下溶解度小,用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗.
(5)将氯化锂溶液蒸干的过程中还需不断通入HCl气体,其作用是抑制LiCl的水解,防止生成LiOH,同时HCl可带走水蒸气
(6)本实验在电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是加热蒸干LiCl溶液时,LiCl有少量水解生成LiOH,受热分解生成Li2O,电解时产生O2

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.过硼酸钠是一种优良的漂白剂,被广泛应用于洗衣粉,漂白粉和洗涤剂中.以硼砂(主要成份Na2B4O7•10H2O)为原料生产过硼酸钠晶体的主要流程如下:

(1)由Na2B4O7和NaOH反应制NaBO2的离子方程式为B4O72-+2OH-=4BO2-+H2O.
(2)沉淀A 中有杂质Mg(OH)2,加入过量的酸可得含Mg2+的溶液,过滤后在滤液中加碱形成Mg(OH)2.设c(Mg2+)=0.056mol•L-1,那么调节pH=9时,才开始出现Mg(OH)2沉淀.(已知:Mg(OH)2的Ksp=5.6×10-12
(3)过硼酸钠有两种含水盐,即A:NaBO3•4H2O和B:NaBO3•H2O,写出由A制得B的方程式(指明条件)NaBO3•4H2O$\frac{\underline{\;高于70℃\;}}{\;}$NaBO3•H2O+3H2O,A和B哪一个的漂白能力强B.
(4)用过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)代替过硼酸钠漂白有什么优缺点过碳酸钠较过硼酸钠在低温下溶解性能好,价格高.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列有关反应热的叙述中正确的是(  )
①已知2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1,则氢气的燃烧热为△H=-241.8kJ•mol-1
②由单质A转化为单质B是一个吸热过程,由此可知单质B比单质A稳定
③X(g)+Y(g)═Z(g)+W(s)△H>0,恒温恒容条件下达到平衡后加入X,上述反应的△H增大
④已知:
共价键C-CC═CC-HH-H
键能/(kJ•mol-1348610413436
上表数据可以计算出 (g)+3H2(g)→(g)的反应热;
⑤由盖斯定律,推知在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1molCO2固体时,放出的热量相等;
⑥25℃,101kPa时,1mol碳完全燃烧生成CO2所放出的热量为碳的燃烧热.
A.①②③④B.③④⑤C.④⑤D.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.(1)在硫酸铜晶体里结晶水含量的测定实验中,称量操作至少要进行4次.
(2)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒、量筒.
(3)图1是中学化学中常用玻璃仪器组成的实验装置图(根据需要可在其中加入液体或固体).

请回答下列问题:
①能用作干燥氨气的装置有DE(填字母);
②既能用于收集氯气又能用于收集一氧化氮气体的装置有AB(填字母);
③在实验室制备氯气的实验中,用以除去氯气中氯化氢等杂质气体的装置有A (填字母);
④能用于乙烯与溴水反应制二溴乙烷的实验装置有A(填字母);
⑤在C装置中,若用烧杯内的氢氧化钠溶液吸收尾气二氧化硫,则广口瓶的作用是防止倒吸.
(4)为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某同学设计了图2所示的实验.
①可通过观察以生成的气体O2快慢来判断反应的快慢来定性的得出结论;
②有A同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是使阴离子相同,排除阴离子的干扰;若不采用A同学的改进方案,你认为还可以如何改进?将FeCl3改为Fe2(SO43

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

17.①~⑥六种元素在元素周期表中的位置如下图所示.

回答下列问题:
(1)①~⑥六种元素中,形成化合物种类最多的元素是③(填写相应序号,下同);原子半径最大的是②.
(2)元素④、⑤和元素①形成的最简单气态化合物的稳定性关系为H2O>NH3(用化学式表示).
(3)元素②的氧化物对应的水化物的化学式为NaOH;该化合物的化学键类型为离子键、共价键;常温下,若用含有该化合物60g的稀水溶液与元素⑥的单质完全反应,则反应过程中转移电子的物质的量为0.75mol.
(4)元素④和元素①形成的最简单化合物可以和元素④的最高价氧化物对应的水化物反应生成一种不含金属元素的盐,则该盐的化学式为NH4NO3

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