Question

【题目】Ⅰ、元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O72(橙红色)、CrO42(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：

（1）Cr3+与Al3+的化学性质相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量，可观察到的现象是_________。

（2）+6价铬的化合物毒性较大，常用NaHSO3将酸性废液中的Cr2O72还原成Cr3+，该反应的离子方程式为______________。

Ⅱ、以硅藻土为载体的五氧化二钒（V2O5）是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为：

物质	V2O5	V2O4	K2SO4	SiO2	Fe2O3	Al2O3
质量分数/%	2.2~2.9	2.8~3.1	22~28	60~65	1~2	<1

以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：

（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，反应的离子方程式为___________

（2）“沉钒”得到偏钒酸铵（NH4VO3）沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。

III、氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下:

在本实验条件下，Ni(Ⅱ)不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2，回答下列问题:

反应②中发生反应的离子方程式为___________，___________。

Answer 1

【答案】蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液 Cr2O72-+3HSO3-+5H＋=2Cr3++3SO42-+4H2O V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O 2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑ MnO4－＋3Fe2＋＋7H2O＝MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋ 3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O＝5MnO2↓＋4H＋

【解析】

I、(1)因为Cr3+与Al3+的化学性质相似，Al(OH)3有两性，可推测Cr(OH)3也应有两性，故Cr(OH)3应该能与碱反应生成Cr(OH)4-，再结合各粒子在溶液中的颜色和溶解性写出实验现象。

(2)NaHSO3作为还原剂，通常硫元素被氧化为+6价的Na2SO4，Cr2O72-被还原为Cr3+，+1价氢元素与-2价氧元素结合成稳定的H2O，由此写出离子方程式。

II(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+，钒元素的化合价都是+5价，应属于复分解反应，再根据电荷守恒和元素守恒写出其离子方程式。

(2)偏钒酸铵（NH4VO3）属于铵盐，铵盐受热一般易分解，再根据钒元素化合价分析确定该反应是否属于氧化还原反应，然后写出其化学方程式。

III、由题意知由“废钒催化剂”回收V2O5，而工业级氧化锌含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质，流程中必须除去铁元素、锰元素、镍元素。加稀硫酸后的浸出液中主要含ZnSO4、FeSO4、MnSO4、NiSO4。由流程图分析可知第②步应该是除去铁元素和锰元素，而Ni(II)不能被氧化，第③步是利用Zn置换出镍而除去镍元素。由此写出相应的离子方程式。

I、(1)因为Cr3+与Al3+的化学性质相似，因此向Cr2(SO4)3溶液逐滴加入NaOH溶液依次发生反应：Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓，Cr(OH)3+OH-=Cr(OH)4-，所以可观察到的现象是：蓝紫色溶液变浅，同时有灰蓝色沉淀生成，然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液。

(2)NaHSO3作为还原剂，通常硫元素被氧化为+6价的Na2SO4，Cr2O72-被还原为Cr3+，+1价氢元素与-2价氧元素结合成稳定的H2O，该反应的离子方程式为Cr2O72-+3HSO3-+5H＋=2Cr3++3SO42-+4H2O。

II(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+，钒元素的化合价没有变化，应属于复分解反应，所以其离子方程式为V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O。

(2)偏钒酸铵（NH4VO3）属于铵盐，铵盐受热一般分解为氨气和水，根据目标产品V2O5看，钒元素化合价没有变化，故该分解反应不属于氧化还原反应，“煅烧”中发生反应的化学方程式为2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。

III、因为工业级氧化锌含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质，加稀硫酸后的浸出液中主要含ZnSO4、FeSO4、MnSO4、NiSO4。由流程图分析可知第②步应该是除去铁元素和锰元素。Fe2+和Mn2+都有较强的还原性，KMnO4是强氧化剂被还原为MnO2，溶液pH约为5时铁元素主要以Fe(OH)3形式存在。由此得到反应②中发生反应的离子方程式为MnO4－＋3Fe2＋＋7H2O＝MnO2↓＋3Fe(OH)3↓＋5H＋，3Mn2＋＋2MnO4－＋2H2O＝5MnO2↓＋4H+。