Question

【题目】红矾钠（重铬酸钠：）是重要的基本化工原料，应用十分广泛。工业制备红矾钠的流程如下：

请回答下列问题：

(1)的基态电子排布式为____________。

(2)锻烧铬铁矿发生反应：____________Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2Fe2O3+Na2CrO4+CO2 配平上述化学反应方程式。

(3)溶液甲中加入H2SO4时，可以观察到溶液由黄色变为橙色，并放出无色气体，有关反应的离子方程式为____________。

(4)制备红矾钠的废水必须进行处理。首先酸化废水，将含+6价铬的酸性废液放入电解槽内，用铁作阳极进行电解，阴极析出H2,阳极产物被氧化然后转化为Cr(OH)3、 Fe(0H)3 沉淀。

①阳极的电极反应式为（不考虑后续反应)：____________。

②溶液中金属离子在阴极区可沉淀完全，从水的电离平衡角度解释其原因：______。

③已知某含的酸性废水中Cr元素的含量是52.5mg/L,处理后Cr元素最高允许 排量为0.5 mg/L。要处理100 m3废水达到排放标准，至少消耗铁_____kg。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d3或[Ar] 3d3 4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2 2 CrO42-＋2H+ Cr2O72-＋H2O、CO32-＋2H+==CO2↑＋H2O Fe－2e－==Fe2+ 阴极区水电离出的H+得电子产生H2，促进水的电离平衡正向移动，使溶液OH－浓度增大 16.8

【解析】

(1)Cr为24号元素，位于周期表中第四周期VIB族；

(2)利用化合价升降法配平；

(3)加入硫酸时，碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，铬酸根在酸性环境下可以变成重铬酸根，黄色溶液逐渐变成橙色；

(4)①铁作阳极时，铁失电子生成亚铁离子；

②阴极为水得电子生成氢气和氢氧根离子，破坏水的电离平衡；

③根据6Fe2++Cr2O72-＋14H+=6Fe3++ 2Cr3++7H2O计算。

(1)Cr为24号元素，位于周期表中第四周期VIB族，基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3；

(2)反应中，Fe化合价由+2变为+3价，Cr由+3价变为+6价，1molFe(CrO2)2失去7mol电子，O2化合价由0价变为-2价，1molO2得到4mol电子，最小公倍数为28，则方程式为4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2；

(3)加入硫酸时，碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，铬酸根在酸性环境下可以变成重铬酸根，黄色溶液逐渐变成橙色，则反应的离子方程式为2 CrO42-＋2H+ Cr2O72-＋H2O、CO32-＋2H+==CO2↑＋H2O；

(4)①铁作阳极时，铁失电子生成亚铁离子，电极反应式为Fe－2e－==Fe2+；

②阴极为水得电子生成氢气和氢氧根离子，反应式为2H2O－2e－＝H2↑＋2OH-，破坏水的电离平衡，溶液中氢离子浓度减小，OH-浓度增大；

③阳极产生的亚铁离子与Cr2O72-反应生成铁离子、铬离子，n（Fe2+）：n（Cr2O72-）=6：1，溶液中减少m（Cr3+）=100×103L×（52.5mg/L-0.5mg/L）10-3g/mg =5200g，减少Cr元素的质量=5200g/52g/mol=100mol，则n（Fe2+）=300mol，消耗铁的质量为300mol56g/mol=16800g=1.68kg。