Question

【題目】紅礬鈉（重鉻酸鈉：）是重要的基本化工原料，應(yīng)用十分廣泛。工業(yè)制備紅礬鈉的流程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)的基態(tài)電子排布式為____________。

(2)鍛燒鉻鐵礦發(fā)生反應(yīng)：____________Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2Fe2O3+Na2CrO4+CO2 配平上述化學(xué)反應(yīng)方程式。

(3)溶液甲中加入H2SO4時(shí)，可以觀察到溶液由黃色變?yōu)槌壬�，并放出無(wú)色氣體，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為____________。

(4)制備紅礬鈉的廢水必須進(jìn)行處理。首先酸化廢水，將含+6價(jià)鉻的酸性廢液放入電解槽內(nèi)，用鐵作陽(yáng)極進(jìn)行電解，陰極析出H2,陽(yáng)極產(chǎn)物被氧化然后轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3、 Fe(0H)3 沉淀。

①陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為（不考慮后續(xù)反應(yīng))：____________。

②溶液中金屬離子在陰極區(qū)可沉淀完全，從水的電離平衡角度解釋其原因：______。

③已知某含的酸性廢水中Cr元素的含量是52.5mg/L,處理后Cr元素最高允許 排量為0.5 mg/L。要處理100 m3廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，至少消耗鐵_____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+ 陰極區(qū)水電離出的H+得電子產(chǎn)生H2，促進(jìn)水的電離平衡正向移動(dòng)，使溶液OH－濃度增大 16.8

【解析】

(1)Cr為24號(hào)元素，位于周期表中第四周期VIB族；

(2)利用化合價(jià)升降法配平；

(3)加入硫酸時(shí)，碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳和水，鉻酸根在酸性環(huán)境下可以變成重鉻酸根，黃色溶液逐漸變成橙色；

(4)①鐵作陽(yáng)極時(shí)，鐵失電子生成亞鐵離子；

②陰極為水得電子生成氫氣和氫氧根離子，破壞水的電離平衡；

③根據(jù)6Fe2++Cr2O72-＋14H+=6Fe3++ 2Cr3++7H2O計(jì)算。

(1)Cr為24號(hào)元素，位于周期表中第四周期VIB族，基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3；

(2)反應(yīng)中，Fe化合價(jià)由+2變?yōu)?/span>+3價(jià)，Cr由+3價(jià)變?yōu)?/span>+6價(jià)，1molFe(CrO2)2失去7mol電子，O2化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?/span>-2價(jià)，1molO2得到4mol電子，最小公倍數(shù)為28，則方程式為4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2；

(3)加入硫酸時(shí)，碳酸鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化碳和水，鉻酸根在酸性環(huán)境下可以變成重鉻酸根，黃色溶液逐漸變成橙色，則反應(yīng)的離子方程式為2 CrO42-＋2H+ Cr2O72-＋H2O、CO32-＋2H+==CO2↑＋H2O；

(4)①鐵作陽(yáng)極時(shí)，鐵失電子生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe－2e－==Fe2+；

②陰極為水得電子生成氫氣和氫氧根離子，反應(yīng)式為2H2O－2e－＝H2↑＋2OH-，破壞水的電離平衡，溶液中氫離子濃度減小，OH-濃度增大；

③陽(yáng)極產(chǎn)生的亞鐵離子與Cr2O72-反應(yīng)生成鐵離子、鉻離子，n（Fe2+）：n（Cr2O72-）=6：1，溶液中減少m（Cr3+）=100×103L×（52.5mg/L-0.5mg/L）10-3g/mg =5200g，減少Cr元素的質(zhì)量=5200g/52g/mol=100mol，則n（Fe2+）=300mol，消耗鐵的質(zhì)量為300mol56g/mol=16800g=1.68kg。