问题详情:
重铬**二水合物Na2Cr2O7·2H2O广泛用作氧化剂、金属表面精整、皮革制作等。以铬矿石(Cr2O3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬**的流程如下:
请回答下列问题:
(1)写出Cr2O3在高温焙烧生成Na2CrO4的化学方程式__________________________。
(2)调节pH后得到的沉淀主要是____________(填写化学式).
(3)写出用硫**化使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的原理(写出离子方程式并加以文本说明):__________。
(4)*化铬*CrO2Cl2是红*液体,它可由Na2Cr2O7与NaCl的固体混合物和浓硫*小心加热下制得,写出制备CrO2Cl2的化学反应方程式____________________________。
(5)某化工厂采用石墨作电极电解Na2CrO4溶液,实现Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的生产,其原理如图所示。
①通电后阳极区溶液的颜*变化为__________________________________。
②写出电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7的化学反应方程式:_______________________________。
③在电流为I A.通电时间为t s后,两极共收集到3.36 L气体(标准状况下),则阿伏加德罗常数的表达式NA =_____mol-1(己知电子的电量为1.6* 10-19C)。
(6)Na2Cr2O7可用于测定废水的化学耗氧量(即COD,指每升水样中还原*物质被氧化所需要的O2的质量,单位:mg·L-1),现有某水样200.00 mL,*化后加入c1 mol/L的Na2Cr2O7溶液V1 mL,使水中的还原*物质完全被氧化(还原产物为Cr3+ );再用c2 mol/L的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72-,结果消耗FeSO4溶液V2 mL。则该水样的COD为_____________mg·L-1
【回答】
【知识点】物质制备实验分析 滴定实验的应用 电解池基本原理 J5 F4
【*解析】1)2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2
(2分)
(2)H2SiO3、Al(OH)3 (2分)
(3)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,c(H+)增大,平衡右移(2分)
(4)Na2Cr2O7+4NaCl+3H2SO4Na2SO4+3H2O+2CrO2Cl2(注明加热条件,温度不同,产物不同,2分)
(5)①黄*变橙*(1分)
②4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑(2分)
③(2分)
(6)(2分)
解析:(1)由图示可知Cr2O3在高温焙烧时生成Na2CrO4,发生氧化还原反应,反应的化学方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2
(2)根据原溶液含Na2CrO4 、NaAlO2 、Na2SiO3调节PH后得Na2CrO4 溶液和沉淀,推知沉淀为H2SiO3、Al(OH)3 (3)在**环境下,CrO42-转化为Cr2O72-,即2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O;加硫*c(H+)增大,平衡右移。
(4)根据提示,结合质量守恒定律即可写出由Na2Cr2O7与NaCl的固体混合物和浓硫*小心加热下制得*化铬*CrO2Cl2的方程式:Na2Cr2O7+4NaCl+3H2SO4Na2SO4+3H2O+2CrO2Cl2
(5)①根据图中通电后阳极区发生的变化,结合Na2CrO4溶液为黄*,Na2Cr2O7溶液为橙*的,得到溶液的颜*由黄*变橙*。
②电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7的化学反应方程式:4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑
③根据Q=It= 所以NA=
(6)①现有某水样200.00mL,*化后加入c1mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1mL,使水中的还原*物质完全被氧化(Cr2O72-还原为Cr3+);再用C2mol/L的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72-,结果消耗FeSO4溶液V2mL,废水与K2Cr2O7溶液发生氧化还原反应,再用Fe2+把多余的Cr2O72-反应: Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O, 1 6 n c2mol/L×V2×10-3L n=
则200ml废水中,与废水反应反应的K2Cr2O7的物质的量=10-3c1V1mol- 1L废水水样中被还原的K2Cr2O7的物质的量=5(10-3c1V1mol-) 利用2K2Cr2O7~3O2可求出废水中化学耗氧量即COD, 2K2Cr2O7 ~ 3O2 2 3×32 5() m m=(240c1V1-40V2)g,所以该水样的COD为(240c1V1-40c2V2)mg/L,
【思路点拨】本题考查了物质制备实验分析,滴定实验的计算,电解池基本原理,理解滴定过程是计算的关键。
知识点:电离平衡 水解平衡
题型:综合题