Question

【題目】鉻是一種銀白色的金屬，化學性質穩定，用途廣泛。 工業上以鉻鐵礦[主要成分是 Fe(CrO2)2]為原料冶煉鉻及獲得強氧化性 Na2Cr2O7，其工藝流程如下圖所示：

(1)Na2Cr2O7 中鉻元素的化合價為 ，已知 Cr(OH)3 為兩性氫氧化物，寫出其電離方程式 。

(2)寫出利用鋁熱反應制取鉻的化學方程式: ，試劑 c 通常還可以是 (至少寫兩種) 。

(3)酸化過程中，不選用鹽酸的原因是 。

(4)固體 a 的主要成分是 Na2SO4·10H2O，根據圖分析，操作a為 、 、過濾。

Answer 1

【答案】

(1)+6、H＋+CrO2-+H2OCr(OH)3Cr3++3OH－

(2)2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr、CO、C、H2(任寫兩種都可)

(3)鹽酸中的Cl－會被氧化，產生Cl2

(4)蒸發濃縮、降溫結晶

【解析】

試題分析：鉻鐵礦中加入碳酸鈉并通入氧氣，高溫下將Fe(CrO2)2氧化得到Fe2O3、Na2CrO4，同時生成CO2，將得到的固體溶于水得到Na2CrO4溶液，然后過濾，向濾液中加入硫酸酸化，硫酸和Na2CrO4反應生成Na2Cr2O7和硫酸鈉，通過蒸發濃縮冷卻結晶，依據溶解度圖象分析可知，過濾得到固體a的主要成分是Na2SO410H2O，溶液a為Na2Cr2O7溶液；另一份Na2CrO4溶液中加入Na2S發生氧化還原反應，硫元素全部以S2O32-的形式存在，鉻元素生成Cr(OH)3沉淀，過濾后灼燒Cr(OH)3得到Cr2O3，利用鋁熱反應制備金屬鉻，所以試劑c為Al。

(1)Na2Cr2O7中Na元素化合價為+1價、O元素化合價為-2價，根據化合物中各元素化合價代數和為0得鉻元素的化合價為+6價；Cr(OH)3為兩性氫氧化物，能發生酸式電離和堿式電離，電離方程式為H++H2O+CrO2-Cr(OH)3Cr3++3OH-，故答案為：+6；H++H2O+CrO2-Cr(OH)3Cr3++3OH-；

(2)高溫下，氧化鉻和Al發生置換反應生成Cr，反應方程式為2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr，試劑c能將氧化鉻還原生成Cr，所以c應該具有還原性，則c還可以是CO、C、H2等，故答案為：2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr；CO、C、H2等；

(3)Na2CrO4溶液具有強氧化性，能氧化鹽酸生成氯氣，所以不能用鹽酸，故答案為：鹽酸中氯離子會被氧化生成氯氣；

(4)從溶液中獲取晶體采用蒸發濃縮、冷卻結晶及過濾方法，故答案為：蒸發濃縮；冷卻結晶。