Question

重铬酸钠俗称红矾钠（Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下：
 
请回答：
（1）已知Fe（CrO₂）₂中铬元素是+3价，则Fe（CrO₂）₂中铁元素是____价。
（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na₂SiO₃可写成Na₂O·SiO₂，则Fe（CrO₂）₂可写成____。
（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe（CrO₂）₂生成可溶于水的Na₂CrO₄，反应化学方程式如下：
 
为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是____。
（4）已知CrO₄^2—在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：
 
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是____。
②混合溶液乙中溶质的化学式是____。
（5）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌，所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr₂O₇^2—必须除去。工业上可用电解法来处理含Cr₂O₇^2—的废水，下图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。通电后，Cr₂O₇^2—在b极附近转变为Cr³⁺，一段时间后Cr³⁺最终可在a极附近变成Cr（OH）₃沉淀而被除去。

a电极的电极反应式是                      ，
b电极附近反应的离子方程式是                        。

Answer 1

（1）+2      （2）FeO?Cr₂O₃；
（3）粉碎矿石、升高温度；
（4）①加入太少，不能完全除去碳酸钠，过量会生成Na₂Cr₃O₁₀的副产物②Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；
（5）2H⁺+2e^-=H₂↑，Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O．

解析试题分析：（1）根据化合物中化合价代数和为零的原则，铁元素的化合价为+2价
（2）根据铁、铬元素化合价，Fe（CrO₂）₂可写成FeO?Cr₂O₃
（3）根据条件对反应速率的影响，适合该反应加快反应速率的条件是粉碎矿石，增大接触面积、升高温度；
（4）①加入硫酸的目的是除去碳酸钠，太少，不能完全除去碳酸钠，过量会生成Na₂Cr₃O₁₀的副产物②混合物乙溶质的化学式为Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；
（5）b为阳极，发生氧化反应，而Cr₂O₇^2—在b极附近转变为Cr³⁺发生了还原反应，所以b为铁，失去电子被氧化为Fe²⁺；a为石墨，作阴极，所以a极氢离子放电产生氢气，电极反应方程式为2H⁺+2e^-=H₂↑，Cr₂O₇^2—作氧化剂被还原，Fe²⁺作还原剂，被氧化成Fe³⁺，结合溶液的酸性环境得离子方程式为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
考点：考查化合价的确定，提高反应速率的措施，对实验操作的分析，电解原理的应用