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10.Cr是一种银白色金属,化学性质稳定,以+3和+6价为常见价态.工业上以铬铁矿(主要成分为FeO•Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na2Cr2O7•2H2O(已知Na2Cr2O7是一种强氧化剂),其主要工艺流程如图1:

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常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42-
(1)工业上常采用热还原法制备金属铬,写出以Cr2O3为原料,利用铝热反应制取金属铬的化学方程式Cr2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cr+Al2O3
(2)酸化滤液D时,用硫酸而不选用盐酸,可能的原因是Cr2O72-会氧化盐酸生成氯气,造成污染.
(3)固体E的主要成分是Na2SO4,根据图2分析操作a为蒸发结晶、趁热过滤.
(4)已知含+6价铬的污水会污染环境.电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-,处理该废水常用还原沉淀法,具体流程如下:
含Cr2O${\;}_{7}^{2-}$的废水$→_{加入Na_{2}S_{2}O_{3}溶液}^{调节PH至2•3}$含Cr3+的废水$→_{控制pH}^{加入NaOH溶液}$Cr(OH)3沉淀
①Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似.在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,是因为Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O;(用离子方程式表示)
②下列溶液中可以代替上述流程中Na2S2O3溶液的是D(填选项序号);
A.FeSO4溶液      B.浓H2SO4     C.酸性KMnO4溶液      D.Na2SO3溶液
③上述流程中,每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole-,则加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O.

分析 铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质),加入过量稀硫酸,固体A为SiO2,溶液A中含有Cr3+、Al3+、Fe2+,在A中加入过氧化氢,可生成Fe3+,调节溶液pH可除去Fe3+、Al3+,生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,溶液C含有Cr3+,在溶液C中加入NaBiO3和NaOH,发生氧化还原反应,固体D为Bi(OH)3,溶液D含有Na2CrO4,酸化可得Na2Cr2O7,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得Na2Cr2O7•2H2O,
(1)三氧化二铬与铝在高温条件下发生置换反应生成铬与三氧化二铝;
(2)盐酸中的氯是-1价具有还原性,会CrO42-被氧化成氯气;
(3)由图2可知Na2Cr2O7的溶解度随温度的升高而增大,而硫酸钠的温度随温度的升高而降低,所以采用蒸发结晶、趁热过滤的方法分离硫酸钠;
(4)①Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似,如果氢氧化钠过量Cr(OH)3会溶解;
②可以代替上述流程中Na2S2O3溶液,需要具有还原性,能还原重铬酸根离子;
③每消耗0.1mol Na2S2O3转移0.8mol e-,Na2S2O3 ~2SO42-~8e-,Cr2O72-~2Cr3+~6e-,依据氧化还原反应电子守恒分析配平书写氧化还原反应的离子方程式.

解答 解:(1)三氧化二铬与铝发生铝热反应的方程式为:Cr2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cr+Al2O3;故答案为:Cr2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cr+Al2O3
(2)盐酸中的氯是-1价具有还原性,会被CrO42-氧化成氯气,故答案为:Cr2O72-会氧化盐酸生成氯气,造成污染;
(3)由图2可知Na2Cr2O7的溶解度随温度的升高而增大,而硫酸钠的温度随温度的升高而降低,所以采用蒸发结晶、趁热过滤的方法分离硫酸钠,故答案为:蒸发结晶;趁热过滤;
(4)①Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似,如果氢氧化钠过量Cr(OH)3会溶解,发生离子方程式为Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O,
故答案为:Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O;
②可以代替上述流程中Na2S2O3溶液,需要具有还原性,能还原重铬酸根离子;
A.FeSO4溶液中亚铁离子具有还原性,可以还原Cr2O72-离子,但又引入新的杂质离子铁离子,故A不符合;
B.浓H2SO4 具有强氧化性,不能表现还原性,不能还原Cr2O72-,故B不符合;
C.酸性KMnO4 是强氧化剂不能还原Cr2O72-,故C不符合;
D.Na2SO3溶液中亚硫酸根离子具有还原性,可以还原Cr2O72-,故D符合;
故答案为:D;
③每消耗0.1mol Na2S2O3转移0.8mol e-,Na2S2O3 ~2SO42-~8e-,Cr2O72-~2Cr3+~6e-,依据氧化还原反应电子守恒配平书写,3Na2S2O3 ~6SO42-~24e-,4Cr2O72-~8Cr3+~24e-,得到的氧化还原反应的离子方程式为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O;
故答案为:3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O.

点评 本题考查了物质分离提纯的方法和过程分析,离子方程式书写,溶度积常数的计算应用,主要是氧化还原反应的理解应用,掌握基础是关键,题目难度中等.

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(1)上述反应的化学平衡常数表达式为$\frac{{c}^{3}({H}_{2}O)}{{c}^{3}({H}_{2})}$.
(2)某温度下反应达到平衡时,H2与水蒸气的体积比为2:3,则H2的平衡转化率为60%;随着温度的升高,H2与水蒸气的体积比减小,则该反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”).
(3)上述总反应过程大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表所示:
温度25℃~550℃~600℃~700℃
主要成分WO3    W2O5     WO2      W
第一阶段反应的化学方程式为2WO3+H2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$W2O5+H2O;假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2物质的量之比为1:1:4.
(4)已知:温度过高时,WO2(s)转变为WO2(g):
WO2(s)+2H2(g)?W(s)+2H2O (g)△H=+66.0kJ?mol-1
WO2(g)+2H2(g)?W(s)+2H2O (g)△H=-137.9kJ?mol-1
则WO2(s)?WO2(g)的△H=+203.9 kJ•mol-1
(5)钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发,使灯丝变细,加入I2可延长灯管的使用寿命,其工作原理为:W(s)+2I2 (g) $?_{约3000℃}^{1400℃}$WI4 (g).下列说法正确的有a、b.
a.灯管内的I2可循环使用
b.WI4在灯丝上分解,产生的W又沉积在灯丝上
c.WI4在灯管壁上分解,使灯管的寿命延长
d.温度升高时,WI4的分解速率加快,W和I2的化合速率减慢.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.氢氧燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置,它是以铂作电极,KOH溶液作电解液,一电极反应为:O2+2H2O+4e-═4OH-,下列叙述不正确的是(  )
A.O2通入正极区
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D.负极区电极反应为 2H2+4OH--4e-═4H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

20.过氧化钙微溶于水,溶于酸,可作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂.以下是一种制备过氧化钙的实验方法.回答下列问题:
(一)碳酸钙的制备(如图1)

(1)步骤①加入氨水的目的是调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀.小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于过滤分离.
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科目:高中化学 来源:2016-2017学年云南省高一9月月考化学卷(解析版) 题型:选择题

如图为反应Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu中电子转移的关系图,则图中的元素甲、乙分别表示

A.Fe Cu

B.Cu S

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15.已知图一表示的是可逆反应CO(g)+H2(g)?C(s)+H2O(g)△H>0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系,图二表示的是可逆反应N2O4(g)?2NO2(g)△H>0的浓度(c)随时间(t)的变化情况.下列说法中正确的是(  )
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2.其他条件不变,升高温度下列数据不一定增大的是(  )
A.水的离子积常数KWB.可逆反应的平衡常数K
C.0.1mol/LCH3COONa溶液的pHD.NH3•H2O的电离常数Kb

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.某CuS样品含少量不溶于酸的杂质,实验室以该样品为原料制备CuCl2•2H2O晶体.流程如图所示:

已知:CuS在高温煅烧过程中,有下列所示的转化关系:CuS$\stackrel{Ⅰ}{→}$Cu2S$\stackrel{Ⅱ}{→}$CuO•CuSO4$\stackrel{Ⅲ}{→}$CuSO4$→_{760℃}^{Ⅳ}$CuO
(1)写出CuS在高温煅烧第I阶段的化学反应方程式:2CuS+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SO2+Cu2S
(2)写出酸溶时发生的主要离子方程式:CuO+2H+=Cu2++H2O.
(3)系列操作A包括ba (填序号).
a.过滤      b.燕发浓缩、冷却结晶     c.分液              d.灼烧
(4)实验室模拟焙烧CuS的第IV阶段过程,并验证所得气体中有SO2和O2,如图(已知:浓硫酸可吸收SO3气体)

①装置的正确连接顺序是B→D→A→D→C→E(填装置字毋代号,有的装置可重复使用);装置连接后,应立即进行的一项操作是检查装置气密性.
②装置B的作用是制得二氧化碳气体,排除装置内空气,其中仪器F的名称为分液漏斗;装置E的试剂是NaOH溶液.
③能验证所得气体中有SO2和O2的现象是C中产生白色沉淀.
④若原CuS样品质量为12g,在实验过程中保持760℃持续加热充分反应(杂质不参与反应),石英玻璃管内所得固体的质童为10.28g,则样品中CuS的质量分数为86%.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.设NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
A.常温常压下,11.2L H2中含有的H原子数是NA
B.标准状况下,11.2L CCl4含有0.5NA个分子
C.0.1 mol C含质子数为1.2NA
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