【題目】重鉻酸鈉在制革工業(yè)、印刷工業(yè)、電鍍工業(yè)等有重要用途,制備重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)的方案1的流程圖如圖,鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3,還含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)。

除此外工廠還有相關(guān)改進(jìn)工藝,制備重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)的方案2如圖,采用電化學(xué)原理如圖所示的裝置(電極為石墨),通過(guò)電解提高陽(yáng)極區(qū)溶液的酸性,實(shí)現(xiàn)Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7。

(1)在方案2中請(qǐng)指明哪端是陰極? ___________(填“左”或“右”)。寫(xiě)出陽(yáng)極的電極方程式:______________________

(2)方案1中煅燒前應(yīng)將鉻鐵礦充分粉碎,其目的是______________________。灼燒是中學(xué)化學(xué)中常用的操作方法,如在實(shí)驗(yàn)室中將鉻鐵礦和碳酸鈉固體混合物灼燒,下列各實(shí)驗(yàn)儀器中不需要的是___________(填序號(hào))。

a.陶瓷坩堝 b.鐵坩堝 c.三腳架 d.泥三角

轉(zhuǎn)窯中發(fā)生的主要反應(yīng)除了下面的兩個(gè)反應(yīng)外,還有其他反應(yīng)。

①Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑;

_____FeO·Cr2O3+______Na2CO3+______O2______Na2CrO4+______Fe2O3+______。

請(qǐng)配平反應(yīng)②的化學(xué)方程式。

請(qǐng)寫(xiě)出其他主要反應(yīng)方程式:_________________________________

(3)固體Y的化學(xué)式為___________、___________

(4)向母液中加入濃硫酸,把鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉,經(jīng)兩次蒸發(fā),主要是除去___________(填化學(xué)式),冷卻至30-40℃得到產(chǎn)品晶體。洗滌該晶體的溶劑最好是___________(填序號(hào))。

a.蒸餾水 b無(wú)水乙醇 c.75%乙醇溶液

(5)為了測(cè)定實(shí)驗(yàn)制得的產(chǎn)品中Na2Cr2O7,的含量,稱(chēng)取樣品0.140g置于錐形瓶中,加50mL水;再加入2gKI(過(guò)量)及稍過(guò)量的稀硫酸溶液,搖勻,暗處放置10min;然后加入150mL蒸餾水并加入3mL0.5%淀粉溶液;用0.1000mol/L Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液30.00mL。(假定雜質(zhì)不參加反應(yīng),已知:Cr2O72-+6I+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,I2+2S2O32-===2I+S2O62-)

①終點(diǎn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_______________________________________________________。

②該產(chǎn)品中Na2Cr2O7的純度為______________________。(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)

③若滴定管在滴定前俯視讀數(shù),滴定結(jié)束后仰視讀數(shù),測(cè)得樣品的純度將___________(填“偏高”或“偏低”或“無(wú)影響”)

【答案】 2H2O-4e-=O2+4H+,2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O 增大表面積,提高反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分 a 4、8、7、8、2、8CO2 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 Al(OH)3 H2SiO3 Na2SO4 c 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí),溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不復(fù)原 93.57% 偏高

【解析】

由流程可知,將鉻鐵礦和碳酸鈉、氧氣在轉(zhuǎn)窯中1500℃混合焙燒,發(fā)生如下反應(yīng):4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2、Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑、Na2CO3+Fe2O32NaFeO2+CO2↑,根據(jù)方程式知,生成的氣體X是二氧化碳;然后在浸取器中加水溶解,過(guò)濾,濾液中含有溶于水的Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3,濾渣固體X為不溶于水的Fe2O3;向?yàn)V液則通入反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w調(diào)節(jié)溶液pH,NaAlO2、Na2SiO3與二氧化碳溶液生成硅酸沉淀和氫氧化鋁沉淀,過(guò)濾得到含有Na2CrO4的母液和含有硅酸沉淀和氫氧化鋁沉淀的濾渣Y;向母液中加入濃硫酸,Na2Cr2O7與濃硫酸反應(yīng)生成重鉻酸鈉和硫酸鈉,將混合溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶除去硫酸鈉得到Na2Cr2O7晶體。

(1)由圖可知,與電源負(fù)極相連的左端為電解池的陰極,電極反應(yīng)式為2H2O+2e=H2↑+2OH,右端為陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2+4H+,2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O,故答案為:左;2H2O-4e-=O2+4H+,2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;

(2)方案1中將鉻鐵礦充分粉碎,可以增大固體的表面積,增大表面積,提高反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分;如在實(shí)驗(yàn)室中將鉻鐵礦和碳酸鈉固體混合物灼燒,因陶瓷中二氧化硅與碳酸鈉固體高溫反應(yīng),所以實(shí)驗(yàn)儀器為鐵坩堝、三腳架、泥三角,不需要陶瓷坩堝;反應(yīng)②中,F(xiàn)eO·Cr2O3中鉻元素被氧氣氧化生成Na2CrO4,配平的化學(xué)方程式為4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2;反應(yīng)中二氧化硅雜質(zhì)也與碳酸鈉高溫下反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,故答案為:增大表面積,提高反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分;a;4、8、7、8、2、8CO2;Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑;

(3)向含有溶于水的Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3的濾液中通入反應(yīng)生成的二氧化碳?xì)怏w調(diào)節(jié)溶液pH,NaAlO2、Na2SiO3與二氧化碳溶液生成硅酸沉淀和氫氧化鋁沉淀,過(guò)濾得到含有Na2CrO4的母液和含有硅酸沉淀和氫氧化鋁沉淀的濾渣Y,故答案為:Al(OH)3;H2SiO3

(4)向母液中加入濃硫酸,Na2Cr2O7與濃硫酸反應(yīng)生成重鉻酸鈉和硫酸鈉,將混合溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶除去硫酸鈉得到Na2Cr2O7晶體;為除去晶體表面的可溶性雜質(zhì),洗滌該晶體的溶劑最好是75%乙醇溶液,故答案為:Na2SO4;c;

(5)①向Na2Cr2O7溶液中加入過(guò)量KI溶液發(fā)生如下氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,向反應(yīng)后的溶液中加入淀粉溶液,溶液變?yōu)樗{(lán)色,再加入Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液,發(fā)生反應(yīng)I2+2S2O32-=2I+S2O62-,溶液藍(lán)色褪去,所以終點(diǎn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí),溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不復(fù)原,故答案為:當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時(shí),溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不復(fù)原;

②有反應(yīng)方程式可得如下關(guān)系:Cr2O72-—3I2—6S2O32-,反應(yīng)消耗n(S2O32-)為0.1000mol/L×0.0300L=0.003mol,則n(Cr2O72-)為0.003mol /6=0.0005mol,則Na2Cr2O7的純度為(0.0005mol×262g/mol)/ 0.140g ×100%=93.57%,故答案為:93.57%;

③若滴定管在滴定前俯視讀數(shù),滴定結(jié)束后仰視讀數(shù),消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大,則所測(cè)結(jié)果偏高,故答案為:偏高。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】已知某可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g) pC(g) H 在密閉容器中進(jìn)行,如圖所示,反應(yīng)在不同時(shí)間t,溫度T和壓強(qiáng)P與反應(yīng)物B在混合氣體中的百分含量(B%)的關(guān)系曲線,由曲線分析下列判斷正確的是(

A. T1<T2,P1>P2,m+n>p,H>0

B. T1>T2P1<P2,m+n>p,H>0

C. T1>T2,P1<P2m+n<p,H<0

D. T1>T2P1>P2,m+n>p,H>0

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【題目】一橋連三地,天塹變通途。舉世矚目的港珠澳大橋于20181023日正式通車(chē),體現(xiàn)了我國(guó)工程建設(shè)自主創(chuàng)新能力實(shí)現(xiàn)大跨越,尤其在新材料研究方面有重大突破,回答下列問(wèn)題:

1)鈦是一種新興的結(jié)構(gòu)材料,比鋼輕、比鋁硬。

①基態(tài)鈦原子的價(jià)電子排布式為______,與鈦同周期的元素中,基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)與鈦相同的有_____

②鈦的硬度比鋁大的原因是_______________________________。

③工業(yè)上制金屬鈦采用金屬還原四氧化鈦。先將TiO2和足量炭粉混合加熱至10001100K進(jìn)行氯化處理,生成TiCl4。該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________________。

2)跨海橋梁的主要結(jié)構(gòu)材料為鋼鐵。鐵能與三氮唑(Bipy,結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖)形成多種配合物。

1mol Bipy中所含_____mol;碳原子雜化方式是___________________

Bipy的沸點(diǎn)為260℃、結(jié)構(gòu)相似且相対分子質(zhì)量接近的環(huán)戊二烯(結(jié)構(gòu)見(jiàn)上圖)的沸點(diǎn)為425℃.前者較大的原因是______________________________

3)碳化鎢是耐高溫耐磨材料。下圖為化晶體的部分結(jié)構(gòu),碳原子嵌入金屬的晶格間隙,并不破壞原有金屬的晶格,形成填隙+固溶體、也稱(chēng)為填隙化合物。

①在該結(jié)構(gòu)中,每個(gè)鎢原子周?chē)嚯x鎢原子最近的碳原子有____個(gè)。

②假設(shè)該部分晶體的體積為d/cm3,碳化的摩爾質(zhì)量為Mgmol,密度為dgcm3,則阿伏加德羅常數(shù)NA用上述數(shù)據(jù)表示為______。

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【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O,相對(duì)分子質(zhì)量為180)呈淡黃色,可用作照相顯影劑。某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)其進(jìn)行了一系列探究。

I.純凈草酸亞鐵晶體熱分解產(chǎn)物的探究。

(1)氣體產(chǎn)物成分的探究。小組成員采用如下裝置(可重復(fù)選用)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):

①裝置D的名稱(chēng)為___________

②按照氣流從左到右的方向,上述裝置的連接順序?yàn)?/span>___________→尾氣處理裝置(填儀器接口的字母編號(hào))。

③實(shí)驗(yàn)前先通入一段時(shí)間N2,其目的為______________________。

④實(shí)驗(yàn)證明了氣體產(chǎn)物中含有CO,依據(jù)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為______________________。

(2)固體產(chǎn)物成分的探究。充分反應(yīng)后,A處反應(yīng)管中殘留黑色固體。查閱資料可知,黑色固體可能為Fe或FeO。小組成員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明了其成分只有FeO,其操作及現(xiàn)象為___________。

(3)依據(jù)(1)和(2)結(jié)論,可知A處反應(yīng)管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。

Ⅱ.草酸亞鐵晶體樣品純度的測(cè)定

工業(yè)制得的草酸亞鐵晶體中常含有FeSO4雜質(zhì),測(cè)定其純度的步驟如下:

步驟1:稱(chēng)取m g草酸亞鐵晶體樣品并溶于稀H2SO4中,配成250mL溶液。

步驟2:取上述溶液25.00mL,用c mol· L -1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)液V1mL;

步驟3:向反應(yīng)后溶液中加入適量鋅粉,充分反應(yīng)后,加入適量稀H2SO4,再用cmol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)液V2mL。

(4)步驟3中加入鋅粉的目的為____________________________________________。

(5)草酸亞鐵晶體樣品的純度為____________________________________________;若步驟1配制溶液時(shí)部分Fe2+被氧化,則測(cè)定結(jié)果將___________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。

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【題目】在密閉容器發(fā)生下列反應(yīng):aA(g)cC(g)dD(g),反應(yīng)達(dá)到平衡后,將容器體積壓縮到原來(lái)的一半,當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí),D的濃度為原平衡的1.8倍,下列敘述正確的是

A. 平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

B. acd

C. D的體積分?jǐn)?shù)增大

D. A的轉(zhuǎn)化率變大

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【題目】如圖表示土壤中甲、乙兩種元素濃度變化與某植物生長(zhǎng)速率的關(guān)系,下列分析正確的是(  )

A.該植物生長(zhǎng)對(duì)甲元素的需求大于乙元素

B.當(dāng)土壤中乙元素濃度為B時(shí),施含乙元素的肥料最有利于該植物生長(zhǎng)

C.當(dāng)該植物生長(zhǎng)速率最大時(shí),對(duì)甲、乙元素的需求量相近

D.持續(xù)保持甲、乙元素供應(yīng)量相等可能會(huì)導(dǎo)致該植物生長(zhǎng)不正常

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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是(

A. 1.6g由氧氣和臭氧組成的混合物中含有氧原子的數(shù)目為0.1NA

B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L苯中含有分子的數(shù)目為0.5NA

C. 2L0.5mol·L1硫酸鉀溶液中陰離子所帶電荷數(shù)為NA

D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L氨水含有NA個(gè)NH3分子

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【題目】工業(yè)上用有機(jī)原料A制備和聚乙酸乙烯酯,其流程為:

已知:①

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)A→B的反應(yīng)類(lèi)型是___________,J中官能團(tuán)的名稱(chēng)為___________。

(2)反應(yīng)②的試劑和條件分別是___________,G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________。

(3)寫(xiě)出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:_________________________________

(4)與A具有相同官能團(tuán)且只有一個(gè)甲基的芳香化合物的同分異構(gòu)體有多種,寫(xiě)出其中一種核磁共振氫譜為五組峰且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________________

(5)參照下述示例合成路線,設(shè)計(jì)一條由乙二醇為起始原料制備聚乙二酸乙二醋的合成路線。示例: _______________

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