鉻是一種銀白*的金屬,常用於金屬加工、電鍍等。工業以鉻鐵礦[主要成分是Fe(CrO2)2]為原料冶煉鉻及獲得強...
問題詳情:
鉻是一種銀白*的金屬,常用於金屬加工、電鍍等。工業以鉻鐵礦[主要成分是Fe(CrO2)2]為原料冶煉鉻及獲得強氧化劑Na2Cr2O7。其工藝流程如圖所示:
已知:高溫氧化時發生反應Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2(未配平)
回答下列問題:
(1)將鉻鐵礦的主要成分Fe(CrO2)2寫成氧化物的形式:__,高溫氧化時可以提高反應速率的方法為___(寫出一條即可)。
(2)Na2CrO4加入硫**化的離子方程式為__;在實驗室中,*作a所用到的玻璃儀器有__。
(3)Na2CrO4中鉻元素化合價為__;生成1molNa2CrO4時共轉移電子的物質的量為__mol。
(4)根據有關國家標準,含CrO42-的廢水要經化學處理,使其濃度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,可採用加入可溶*鋇鹽生成BaCrO4沉澱,再加入硫*處理多餘的Ba2+的方法處理廢水,加入可溶*鋇鹽後,廢水中Ba2+的濃度應大於__mol·L-1,廢水處理後達到國家標準才能排放。
【回答】
(1). FeO·Cr2O3 (2). 將固體磨碎或不斷攪拌 (3). 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O (4). 燒杯、漏斗、玻璃棒 (5). +6 (6). 3.5 (7). 2.4×10-4
【解析】
鉻鐵礦(主要成分是Fe(CrO2)2)中加入碳**並通入氧氣,高溫下將Fe(CrO2)2氧化得到Fe2O3、Na2CrO4,同時生成CO2,將得到的固體溶於水得到Na2CrO4溶液。向一份Na2CrO4溶液中加入硫**化,硫*和Na2CrO4反應生成Na2Cr2O7和硫**,通過蒸發濃縮、冷卻結晶,過濾得到固體a和溶液a;另一份Na2CrO4溶液中加入Na2S發生氧化還原反應,鉻元素轉化為Cr(OH)3沉澱,過濾後灼燒Cr(OH)3得到Cr2O3,可以利用熱還原法制備金屬鉻;據此分析解答。
【詳解】(1)Fe(CrO2)2 中鐵元素化合價是+2價,氧化物為FeO,鉻元素化合價+3價,氧化物為Cr2O3,所以Fe(CrO2)2寫成氧化物形式為FeO•Cr2O3;增大反應物的接觸面積可以加快反應速率,升高溫度可以加快反應速率,不斷攪拌,使固體混合物充分混合也可以加快反應速率,故*為:FeO•Cr2O3 ;將固體磨碎或不斷攪拌等;
(2)Na2CrO4加入硫**化反應生成重鉻**,反應的離子方程式為2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;*作a為過濾,所用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒,故*為:2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;燒杯、漏斗、玻璃棒;
(3)Na2CrO4中Na元素為+1價,O為-2價,則鉻元素化合價為+6價;根據Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2,反應中鉻元素由+3價升高為+6價,鐵元素由+2價升高為+3價,1mol Fe(CrO2)2被氧化轉移7mol電子,因此生成1molNa2CrO4時轉移3.5mol電子,故*為:+6;3.5;
(4)CrO42-+Ba2+⇌BaCrO4,根據題意CrO42-的濃度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,則Ksp(BaCrO4)=c(CrO42-)×c(Ba2+)=5.0×10-7×c(Ba2+)=1.2×10-10,解得:c(Ba2+)=2.4×10-4mol/L,即Ba2+的濃度應大於2.4×10-4mol/L,故*為:2.4×10-4。
知識點:電離平衡 水解平衡
題型:綜合題
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