Question

【題目】鉻是人體必需的微量元素，鉻元素形成的化合物很多，常見的有Cr2O3、(NH4)2Cr2O7、[Cr（CH3COO）2]22H2O等，請回答下列問題：

（1）鉻熔點較高，一般應用鋁熱反應制備鉻單質。寫出利用Cr2O3制備單質鉻的化學方程式 ____________________ 。

（2）實驗室常用Fe2+處理含(NH4)2Cr2O7的廢水，其流程如下：

Cr2O72﹣Cr3+Cr（OH）3↓

①(NH4)2Cr2O7中鉻的化合價為 ________ 。

②第一步的離子方程式為_____ 。

③已知三價鉻[Cr（III）]在水溶液中的存在形態隨pH的變化如下圖，為盡可能除去鉻元素實現廢水達標排放，pH要控制在_______；若pH過高，溶液中殘留鉻量增大，其原因是 __________

（3）醋酸亞鉻水合物{[Cr（CH3COO）2]22H2O，相對分子質量為376} 是常用的氧氣吸收劑。實驗室中以鋅粒、三氯化鉻溶液、醋酸鈉溶液和鹽酸為制備醋酸亞鉻水合物，其裝置如圖所示，且儀器1中預先加入鋅粒。

已知二價鉻不穩定，極易被氧氣氧化，不與鋅反應。制備過程中發生的相關反應如下：

a．Zn＋2HCl═ZnCl2＋H2↑

b．Zn＋2CrCl3═2CrCl2＋ZnCl2

c．2Cr2＋＋4CH3COO＋2H2O═[Cr（CH3COO）2]22H2O↓

①以上發生的反應中，屬于氧化還原反應的是_______（填序號）。

②往儀器1中加入鹽酸和三氯化鉻溶液的順序是先加入鹽酸一段時間后再加入三氯化鉻溶液，然后再加入鹽酸。這樣做的主要目的是____________________。

③已知其他反應物足量，實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質9.51g，取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1molL-1實驗后得干燥純凈的[Cr（CH3COO）2]22H2O 9.48 g，則該實驗所得產品的產率為 __________（保留兩位有效數字）。

Answer 1

【答案】2Al+Cr2O32Cr+Al2O3+6（價）Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++7H2O+6Fe3+6～12Cr（OH）3轉化為可溶性的Cr（OH）4-ab讓鋅粒與鹽酸先反應產生H2，把裝置中的空氣趕出，避免生成的亞鉻離子被氧化，然后再加入鹽酸，利用產生的氫氣把液體壓入右邊的儀器84%

【解析】本題考查鉻元素及其化合物性質、制備的知識點，可從題給的已知信息和圖像及相關基礎知識入手，根據氧化還原反應、離子反應、溶液的PH和實驗操作的有關知識進行解答。

（1）Al的還原性大于Cr，可發生2Al+Cr2O32Cr+Al2O3

（2）①根據化合物中，化合價代數和為0，可知 (NH4)2Cr2O7中鉻的化合價為+6

②Cr2O72﹣有氧化性，Fe2+有還原性，發生氧化還原反應，第一步的離子方程式為 Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++7H2O+6Fe3+ 。

③除去鉻元素實現廢水達標排放，須使鉻元素全部生成Cr（OH）3沉淀，由圖像可知pH要控制在6～12之間。若pH過高，Cr（OH）3溶解于堿中，生成溶于水的Cr（OH）4- ，溶液中殘留鉻量增大。

（3）①a、b反應中有元素化合價的改變，是氧化還原反應，c 中元素化合價未變，不是氧化還原反應，因此屬于氧化還原反應的是a、c

②二價鉻不穩定，易被氧氣氧化，為了防止被氧化，首先需要排盡裝置中的空氣，三氯化鉻溶液在2裝置中反應，必須將1裝置中的三氯化鉻溶液壓入2中，所答案為：讓鋅粒與鹽酸先反應產生H2，把裝置中的空氣趕出，避免生成的亞鉻離子被氧化，然后再加入鹽酸，利用產生的氫氣把液體壓入右邊的儀器

③ CrCl3的物質的量為9.51/158.5=0.06（mol），醋酸鈉的物質的量為1.5*0.1=0.15（mol），根據 2CrCl2＋4CH3COONa＋2H2O═[Cr（CH3COO）2]22H2O↓+4NaCl可知CrCl3全反應，則[Cr（CH3COO）2]22H2O的物質的量為0.03mpl，質量為0.03*376g=11.28g,產率為9.48/11.28=0.84，所以產率為84%。