Ⅰ、元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍紫*)、Cr(OH)4−(綠*)、Cr2O72−(橙紅*)、CrO...
問題詳情:
Ⅰ、元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍紫*)、Cr(OH)4−(綠*)、Cr2O72−(橙紅*)、CrO42−(黃*)等形式存在,Cr(OH)3為難溶於水的灰藍*固體,回答下列問題:
(1)Cr3+與Al3+的化學*質相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量,可觀察到的現象是_________。
(2)+6價鉻的化合物毒*較大,常用NaHSO3將**廢液中的Cr2O72−還原成Cr3+,該反應的離子方程式為______________。
Ⅱ、以矽藻土為載體的五氧化二釩(V2O5)是接觸法生成硫*的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免汙染環境又有利於資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為:
物質 | V2O5 | V2O4 | K2SO4 | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 |
質量分數/% | 2.2~2.9 | 2.8~3.1 | 22~28 | 60~65 | 1~2 | <1 |
以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線:
(1)“*浸”時V2O5轉化為VO2+,反應的離子方程式為___________
(2)“沉釩”得到偏釩*銨(NH4VO3)沉澱,寫出“煅燒”中發生反應的化學方程式____________。
III、氧化鋅為白*粉末,可用於溼疹、癬等面板病的治療。純化工業級氧化鋅(含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等雜質)的流程如下:
在本實驗條件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高錳*鉀的還原產物是MnO2,回答下列問題:
反應②中發生反應的離子方程式為___________,___________。
【回答】
【*】 (1). 藍紫*溶液變淺,同時有灰藍*沉澱生成,然後沉澱逐漸溶解形成綠*溶液 (2). Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O (3). V2O5+2H+=2VO2++H2O (4). 2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑ (5). MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+ (6). 3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+
【解析】
【分析】
I、(1)因為Cr3+與Al3+的化學*質相似,Al(OH)3有兩*,可推測Cr(OH)3也應有兩*,故Cr(OH)3應該能與鹼反應生成Cr(OH)4-,再結合各粒子在溶液中的顏*和溶解*寫出實驗現象。
(2)NaHSO3作為還原劑,通常硫元素被氧化為+6價的Na2SO4,Cr2O72-被還原為Cr3+,+1價*元素與-2價氧元素結合成穩定的H2O,由此寫出離子方程式。
II(1)“*浸”時V2O5轉化為VO2+,釩元素的化合價都是+5價,應屬於複分解反應,再根據電荷守恆和元素守恆寫出其離子方程式。
(2)偏釩*銨(NH4VO3)屬於銨鹽,銨鹽受熱一般易分解,再根據釩元素化合價分析確定該反應是否屬於氧化還原反應,然後寫出其化學方程式。
III、由題意知由“廢釩催化劑”回收V2O5,而工業級氧化鋅含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等雜質,流程中必須除去鐵元素、錳元素、鎳元素。加稀硫*後的浸出液中主要含ZnSO4、FeSO4、MnSO4、NiSO4。由流程圖分析可知第②步應該是除去鐵元素和錳元素,而Ni(II)不能被氧化,第③步是利用Zn置換出鎳而除去鎳元素。由此寫出相應的離子方程式。
【詳解】I、(1)因為Cr3+與Al3+的化學*質相似,因此向Cr2(SO4)3溶液逐滴加入NaOH溶液依次發生反應:Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓,Cr(OH)3+OH-=Cr(OH)4-,所以可觀察到的現象是:藍紫*溶液變淺,同時有灰藍*沉澱生成,然後沉澱逐漸溶解形成綠*溶液。
(2)NaHSO3作為還原劑,通常硫元素被氧化為+6價的Na2SO4,Cr2O72-被還原為Cr3+,+1價*元素與-2價氧元素結合成穩定的H2O,該反應的離子方程式為Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O。
II(1)“*浸”時V2O5轉化為VO2+,釩元素的化合價沒有變化,應屬於複分解反應,所以其離子方程式為V2O5+2H+=2VO2++H2O。
(2)偏釩*銨(NH4VO3)屬於銨鹽,銨鹽受熱一般分解為氨氣和水,根據目標產品V2O5看,釩元素化合價沒有變化,故該分解反應不屬於氧化還原反應,“煅燒”中發生反應的化學方程式為2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑。
III、因為工業級氧化鋅含有Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等雜質,加稀硫*後的浸出液中主要含ZnSO4、FeSO4、MnSO4、NiSO4。由流程圖分析可知第②步應該是除去鐵元素和錳元素。Fe2+和Mn2+都有較強的還原*,KMnO4是強氧化劑被還原為MnO2,溶液pH約為5時鐵元素主要以Fe(OH)3形式存在。由此得到反應②中發生反應的離子方程式為MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+,3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+。
【點睛】看“工藝流程圖”時,一要用“元素守恆”的思想去分析各元素的來龍去脈,明確元素價態有無變化;二要明白各步*作目的與原理,理解物料(或物質)的走向,什麼步驟加入了哪些物質,每種物質發生了什麼反應或轉變,又以何種形式得到;三要注意框圖上標註的主要條件如用量、pH控制、溫度等。在此基礎上運用相關知識,採用分析與綜合相結合的方法逐一解答相關問題。
知識點:電離平衡 水解平衡
題型:綜合題
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