铬是一种银白*的金属,常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬及获得强...
问题详情:
铬是一种银白*的金属,常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬及获得强氧化剂Na2Cr2O7。其工艺流程如图所示:
已知:高温氧化时发生反应Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2(未配平)
回答下列问题:
(1)将铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2写成氧化物的形式:__,高温氧化时可以提高反应速率的方法为___(写出一条即可)。
(2)Na2CrO4加入硫**化的离子方程式为__;在实验室中,*作a所用到的玻璃仪器有__。
(3)Na2CrO4中铬元素化合价为__;生成1molNa2CrO4时共转移电子的物质的量为__mol。
(4)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,可采用加入可溶*钡盐生成BaCrO4沉淀,再加入硫*处理多余的Ba2+的方法处理废水,加入可溶*钡盐后,废水中Ba2+的浓度应大于__mol·L-1,废水处理后达到国家标准才能排放。
【回答】
(1). FeO·Cr2O3 (2). 将固体磨碎或不断搅拌 (3). 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O (4). 烧杯、漏斗、玻璃棒 (5). +6 (6). 3.5 (7). 2.4×10-4
【解析】
铬铁矿(主要成分是Fe(CrO2)2)中加入碳**并通入氧气,高温下将Fe(CrO2)2氧化得到Fe2O3、Na2CrO4,同时生成CO2,将得到的固体溶于水得到Na2CrO4溶液。向一份Na2CrO4溶液中加入硫**化,硫*和Na2CrO4反应生成Na2Cr2O7和硫**,通过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得到固体a和溶液a;另一份Na2CrO4溶液中加入Na2S发生氧化还原反应,铬元素转化为Cr(OH)3沉淀,过滤后灼烧Cr(OH)3得到Cr2O3,可以利用热还原法制备金属铬;据此分析解答。
【详解】(1)Fe(CrO2)2 中铁元素化合价是+2价,氧化物为FeO,铬元素化合价+3价,氧化物为Cr2O3,所以Fe(CrO2)2写成氧化物形式为FeO•Cr2O3;增大反应物的接触面积可以加快反应速率,升高温度可以加快反应速率,不断搅拌,使固体混合物充分混合也可以加快反应速率,故*为:FeO•Cr2O3 ;将固体磨碎或不断搅拌等;
(2)Na2CrO4加入硫**化反应生成重铬**,反应的离子方程式为2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;*作a为过滤,所用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故*为:2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;烧杯、漏斗、玻璃棒;
(3)Na2CrO4中Na元素为+1价,O为-2价,则铬元素化合价为+6价;根据Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2,反应中铬元素由+3价升高为+6价,铁元素由+2价升高为+3价,1mol Fe(CrO2)2被氧化转移7mol电子,因此生成1molNa2CrO4时转移3.5mol电子,故*为:+6;3.5;
(4)CrO42-+Ba2+⇌BaCrO4,根据题意CrO42-的浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,则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+的浓度应大于2.4×10-4mol/L,故*为:2.4×10-4。
知识点:电离平衡 水解平衡
题型:综合题
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