【題目】鉻礦是冶金、國防、化工等領(lǐng)域不可缺少的礦產(chǎn)資源,其中的鉻鐵礦是唯一可開采的鉻礦石。工業(yè)上常用鉻鐵礦(主要含Fe2O3FeOCr2O3,還含有MgOAl2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備重鉻酸鉀和三氧化二鐵,其流程如圖所示。

已知常見離子開始生成沉淀和沉淀完全的pH如下表所示。

請回答下列問題:

(1)鉻鐵礦與熔融 NaOH NaCIO3的反應(yīng)是在坩堝中進行的,可用作此坩堝材料的是___________.

A. B.剛玉(Al2O3) C. 陶瓷 D.石英

(2)寫出鉻鐵礦中的Cr2O3與熔融 NaOHNaCIO3反應(yīng)的化學(xué)方程式:___。由于在該過程中鐵元素會大量轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>NaFeO2,所以加水的作用為__________________(用離子方程式表示)。

(3)“濾渣 2”的主要成分為_________(填化學(xué)式)。

(4)利用化學(xué)平衡移動原理解釋調(diào)節(jié)pH2約至4.5的原因是;再向其中加入KC1固體,蒸發(fā)濃縮至液體表面有晶膜產(chǎn)生,冷卻結(jié)晶,過濾得到粗重鉻酸鉀晶體。為獲得高純度重鉻酸鉀晶體,可采取___________(填操作名稱)。

(5)調(diào)節(jié)pH3的范圍為__________

(6)已知鉻鐵礦中鐵、鉻元素的質(zhì)量比為14:13.上述流程中鐵元素轉(zhuǎn)化為Fe2O3的利用率為60%,提取鉻元素的轉(zhuǎn)化率為90%,如果得到Fe2O3的質(zhì)量為32t,則可以制備K2Cr2O7的質(zhì)量為______t(結(jié)果保留1位小數(shù))。

【答案】A Cr2O3+4NaOH+NaClO3 Na2CrO4+NaCl+2H2O FeO2-+2H2O=OH-+Fe(OH)3 H2SiO3Al(OH)3 因為存在平衡:2H++2CrO42-Cr2O72-+H2O,增大c(H+)使平衡正向移動,有利于產(chǎn)生Cr2O72- 3.2pH3<8.1 88.2

【解析】

結(jié)合題中的信息和工藝流程圖,鉻鐵礦的Cr2O3、Fe2O3、FeOAl2O3、SiO2與熔融 NaOH NaCIO3反應(yīng)生成Na2CrO4、NaFeO2、NaAlO2、Na2SiO3,從濾渣4灼燒得三氧化二鐵可知,加水,濾液1的溶質(zhì)含有Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3,濾渣1的成分為Fe(OH)3、MgO;濾液3里面主要含有Fe3+Mg2+,通過調(diào)節(jié)pH3使Fe3+完全沉淀,而不Mg2+沉淀;濾液1的溶質(zhì)含有Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3,通過調(diào)節(jié)pH1,使NaAlO2、Na2SiO3,轉(zhuǎn)化為H2SiO3、Al(OH)3;濾液2通過調(diào)節(jié)pH2使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-;根據(jù)鉻鐵礦中鐵、鉻元素的質(zhì)量比為1413,即物質(zhì)的量之比為11,再根據(jù)利用率可知,得到的FeCr元素的物質(zhì)的量之比為23,然后根據(jù)Fe2O3的質(zhì)量計算出K2Cr2O7的質(zhì)量。

1A.鎳不與氫氧化鈉反應(yīng),鎳可以作此坩堝材料,A正確;

BAl2O3能與氫氧化鈉反應(yīng),故剛玉(Al2O3)不可以作此坩堝材料,B錯誤;

C.陶瓷的成分中含有二氧化硅,二氧化硅能與氫氧化鈉反應(yīng),故陶瓷不可以作此坩堝材料,C錯誤;

D.石英的成分是二氧化硅,二氧化硅能與氫氧化鈉反應(yīng),故陶瓷不可以作此坩堝材料,D錯誤;

答案選A

2Cr2O3與熔融 NaOHNaCIO3反應(yīng),被Cr2O3氧化為Na2CrO4,NaCIO3被還原為NaCI,其反應(yīng)方程式為Cr2O3+4NaOH+NaClO3 Na2CrO4+NaCl+2H2O;由流程圖可以看出,Fe元素在過濾后進入濾渣中,說明NaFeO2能與水反應(yīng)生成Fe(OH)3,反應(yīng)方程式為FeO2-+2H2O=OH-+Fe(OH)3;

3)在第一步中能溶于氫氧化鈉的除了 Cr2O3,還有Al2O3SiO2,分別形成AlO2-SiO32-,所以調(diào)節(jié)pH1的目的應(yīng)該是為了出去Al元素和Si元素,故濾渣2”的主要成分為H2SiO3、Al(OH)3;

4)本過程的目的是為了獲得重鉻酸鉀,所以調(diào)節(jié)pH2的目的是將CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,存在平衡2H++2CrO42-Cr2O72-+H2O,增大c(H+)使平衡正向移動,有利于Cr2O72-的生成。從粗重鉻酸鉀晶體中獲得高純度重鉻酸鉀晶體的方法為重結(jié)晶;

5濾液3”中主要存在的金屬離子為Fe3+、Mg2+,為了得到Fe(OH)3沉淀而不使Mg2+沉淀,應(yīng)調(diào)節(jié)pH3的范圍是3.2pH3<8.1;

6)鉻鐵礦中鐵、鉻元素的質(zhì)量比為1413,即物質(zhì)的量之比為11,根據(jù)利用率可知,得到的Fe、Cr元素的物質(zhì)的量之比為23,得到Fe2O3的質(zhì)量為32t,即2×105mol,所以Cr元素的物質(zhì)的量為6×105mol,即K2Cr2O7的物質(zhì)的量為3×105mol,K2Cr2O7的質(zhì)量為3×105mol×294g/mol=8.82×107g=88.2 t。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某研究小組同學(xué)欲探究某袋敞口放置一段時間的名為硫酸亞鐵家庭園藝精品肥料的化肥的主要成分及相關(guān)性質(zhì)。首先對該化肥的成分進行了如下假設(shè):

a.只含有FeSO4

b.含有FeSO4Fe2(SO4)3

c.只含有Fe2(SO4)3

將化肥固體粉末溶于水中得到溶液(記為X),進行如下實驗:

實驗序號

操作

現(xiàn)象

2 mL溶液X,加入1 mL 1 mol·L1 NaOH溶液

產(chǎn)生紅褐色沉淀

2 mL溶液X,加入1KSCN

溶液顯紅色

1)請用文字表述做出假設(shè)b的依據(jù)是__________________________。

2)對實驗ⅰ的預(yù)期現(xiàn)象是產(chǎn)生白色沉淀、變?yōu)榛揖G色、最后出現(xiàn)紅褐色沉淀,預(yù)期產(chǎn)生該現(xiàn)象的依據(jù)是(用化學(xué)方程式或離子方程式表達(dá))_____、_____。

3)由實驗ⅱ得出的結(jié)論是____________。結(jié)合實驗ⅰ、ⅱ,推測實驗ⅰ實際現(xiàn)象與預(yù)期現(xiàn)象不符的原因可能是_____________________________。為進一步驗證假設(shè),小組同學(xué)進行了以下實驗:

實驗序號

操作

現(xiàn)象

2 mL溶液X,加入1KSCN,再加入1 mL

溶液顯紅色

2 mL溶液X,加入1KSCN,再加入1 mL氯水

溶液顯紅色,顏色比ⅲ深

4)實驗ⅳ中氯水參加反應(yīng)的離子方程式是_______________________。

5)通過以上實驗,可得到的結(jié)論是_____________________________,請完整表達(dá)該結(jié)論是如何得出的_______________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在恒溫密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) H>0,反應(yīng)達(dá)到平衡后,tl時縮小容器體積, x隨時間(t)變化的關(guān)系如下圖所示。x不可能是(

A. υ(逆反應(yīng)速率)B. ρ(容器內(nèi)氣體密度)

C. m(容器內(nèi)CaO質(zhì)量)D. p(容器壓強)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是

A.50 g 34%H2O2溶液中含HO鍵的數(shù)目為NA

B.180 g淀粉完全水解生成葡萄糖的分子數(shù)為NA

C.1 L 0.1 mol·L1K2SiO3溶液中含SiO32的數(shù)目為0.1NA

D.反應(yīng)5NaClO24HCl4ClO2↑+5NaCl2H2O,每生成1 mol ClO2轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為NA

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【題目】CS2是一種常見溶劑,還可用于生產(chǎn)人造粘膠纖維等。回答下列問題:

(1)CS2與酸性KMnO4溶液反應(yīng),產(chǎn)物為CO2和硫酸鹽,該反應(yīng)中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為__________(MnO4被還原為Mn2)。

(2)甲烷硫磺法制取CS:的反應(yīng)為CH4(g)2S2(g)CS2(g)2H2S(g) H

①在恒溫恒容密閉容器中進行該反應(yīng)時,能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________(填字母)。

A.v(S2)2v(CS2)

B.容器內(nèi)氣體的密度不再隨時間變化

C.容器內(nèi)氣體的總壓強不再隨時間變化

D.單位時間內(nèi)斷裂CH鍵數(shù)目與斷裂HS鍵數(shù)目相等

②已知下列鍵能數(shù)據(jù):

共價鍵

C-H

S=S

C=S

H-S

鍵能/

411

425

573

363

該反應(yīng)的H_________kJ·mol1

(3)在一密閉容器中,起始時向該容器中充入H2SCH4n(H2S)n(CH4)21,發(fā)生反應(yīng):CH4(g)2H2S(g)CS2(g)4H2(g)。0.1MPa時,溫度變化對平衡時產(chǎn)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如圖所示:

①該反應(yīng)H_________(“>”“<”)0。

M點對應(yīng)溫度下,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為_________,為提高H2S的平衡轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施是___________________________(列舉一條)。

N點,平衡分壓p(CS2)_________MPa,對應(yīng)溫度下,該反應(yīng)的Kp_________(MPa)2。(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】最近,科學(xué)家成功研制出一種電源,該電源在消耗二氧化碳的同時,還可釋放電能。電源電極為鋁電極和多孔碳電極,電解質(zhì)溶液為草酸鹽溶液,放電過程中草酸鹽濃度基本不變,電源示意圖如圖所示。下列有關(guān)該電源的說法正確的是

A.鋁電極電勢高于多孔碳電極

B.用該電源電解飽和食鹽水,理論上,每消耗1mol二氧化碳可收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下 11.2L 氫氣

C.若生成0.5 mol 草酸鋁,有3mol電子通過電解質(zhì)溶液

D.正極的電極反應(yīng)式為

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,在容積固定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),下列說法中,不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

A. 容器內(nèi)CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變B. 容器內(nèi)體系的壓強保持不變

C. 容器內(nèi)氣體的密度保持不變D. 單位時間內(nèi)消耗1molH2O(g),同時生成1molCO(g)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NaNO2因外觀和食鹽相似,又有咸味,容易使人誤食中毒.已知NaNO2能發(fā)生如下反應(yīng):2NaNO2+4HI2NO+I2+2NaI+2H2O

1)上述反應(yīng)中氧化劑是___________

2)根據(jù)上述反應(yīng),鑒別NaNO2NaCl.可選用的物質(zhì)有:①碘化鉀淀粉試紙、②淀粉、③白酒、④食醋,你認(rèn)為必須選用的物質(zhì)有__________(填序號).

3)某廠廢液中,含有2%5%NaNO2,直接排放會造成污染,下列試劑能使NaNO2轉(zhuǎn)化為不引起二次污染的N2的是________(填編號).

ANaCl BNH4Cl CHNO3 D.濃H2SO4

4)請配平化學(xué)方程式:___Al+___NaNO3+___NaOH___NaAlO2+___N2+___H2O

若反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移5 mol e-,則生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下N2的體積為________

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【題目】如圖所示為A、B、C、DE五種含氮物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系圖,其中AB、C、D常溫下都是氣體,B為紅棕色,寫出AB、CD、E的化學(xué)式和各步反應(yīng)的化學(xué)方程式。

1)各物質(zhì)的化學(xué)式為

A.__B.__,C.__D.___,E.___。

2)各步反應(yīng)的化學(xué)方程式為

A→C___D→C___,

B→E___,E→C_____

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