Question

工業上利用鉻鐵礦(FeOCr₂O₃)冶煉鉻的工藝流程如下:

（1）實驗室焙燒鉻鐵礦可選用的裝置是__________（填序號）。

（2）完成下列化學方程式（在橫線上填寫物質的化學式及計量數）：4CrO₄^2－＋6S＋7H₂O＝4Cr(OH)₃↓＋3S₂O₃^2－＋_____________。
（3）操作I包括過濾與洗滌，簡述實驗室中洗滌沉淀的操作：__________________。
（4）Cr(OH)₃和Al(OH)₃類似，也是兩性氫氧化物，寫出Cr(OH)₃溶于濃氫氧化鈉溶液的離子方程式________________________________。
（5）由Cr₂O₃冶煉Cr的化學方程式為____________________________。
（6）目前有一種采用以鉻酸鈉(Na₂CrO₄)為原料，用電化學法制備重鉻酸鈉(Na₂Cr₂O₇)的實驗裝置如下圖所示（已知：2CrO₄^2－＋2H^＋Cr₂O₇^2－＋H₂O）。

①寫出陰極的電極反應式為________________________________________。
②電解一段時間后，測得陽極區溶液中Na^＋物質的量由a mol變為b mol，則此時鉻酸鈉的轉化率為___。

Answer 1

（1）d （2分，大寫字母不得分） （2）2OH^- （2分，計量數寫錯、化學式寫錯均不得分）
（3）將蒸餾水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸沒沉淀（1分），待水流盡后，再重復操作2~3次（1分）  (共2分，合理答案即可)
（4）Cr(OH)₃ + OH^- = CrO₂^- + 2H₂O （2分，化學式寫錯、不配平均不得分，寫化學方程式不得分）
（5）Cr₂O₃ + 2Al2Cr + Al₂O₃ （2分，不寫反應條件不扣分，化學式寫錯、不配平不得分）
（6）①2H⁺ + 2e^- = H₂↑（或2H₂O＋2e^－=2OH^－＋H₂↑）（2分，化學式寫錯、不配平均不得分）(2分)
②×100% (2分，合理答案即可)

解析試題分析：（1）固體灼燒需要在鞏固中完成，根據裝置圖可知，a、b、c分別是蒸發、分液與過濾，d裝置是坩堝，因此實驗室焙燒鉻鐵礦可選用的裝置是d。
（2）根據電荷守恒可知，該生成物是帶負電荷的。根據原子守恒可知，該微粒石油氫原子和氧原子組成的，所以應該是OH^－，計量數是2。
（3）過濾后得到的沉淀必須在過濾器中完成，所以實驗室中洗滌沉淀的操作將蒸餾水沿玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸沒沉淀，待水流盡后，再重復操作2~3次；
（4）Cr(OH)₃和Al(OH)₃類似，也是兩性氫氧化物。氫氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，因此Cr(OH)₃溶于濃氫氧化鈉溶液反應生成的是NaCrO₂和水，反應的離子方程式為Cr(OH)₃ + OH^- = CrO₂^- + 2H₂O。
（5）Cr的冶煉一般是通過鋁熱反應，所以由Cr₂O₃冶煉Cr的化學方程式為Cr₂O₃ + 2Al2Cr + Al₂O₃。
（6）①電解池中陰極得到電子，發生還原反應。所以惰性電極電解鉻酸鈉溶液時陰極是溶液中的氫離子放電，反應的電極反應式為2H⁺ + 2e^- = H₂↑。
②電解一段時間后，測得陽極區溶液中Na^＋物質的量由a mol變為b mol。所以根據電荷守恒可知，陰極區生成氫氧化鈉的物質的量是（a－b）mol，屬于消耗氫離子的物質的量是（a－b）mol，所以根據方程式2CrO₄^2－＋2H^＋Cr₂O₇^2－＋H₂O可知，消耗鉻酸鈉的物質的量是（a－b）mol。反應前鉻酸鈉的物質的量是0.5amol，所以鉻酸鈉的轉化率是×100%＝×100%。
考點：考查化學實驗基本操作、方程式配平、方程式書寫、金屬冶煉以及電解原理的應用與計算