微专题6 铬及其化合物-【创新教程】2022高考化学总复习大二轮教师用书word（老高考）

[高考必备] 1．铬在自然界存在于FeO·Cr2O3或FeCrO4铬铁矿，Cr(Ⅱ)：Cr2＋ ；Cr(Ⅲ)：Cr3＋(酸性介质) 和CrO、[Cr(OH)](碱性介质)；Cr(Ⅵ)：Cr2O(酸性介质) 和CrO(碱性介质)。 2．潜在方程式的考查 FeCr2O4(铬铁矿)＋4CFe＋2Cr＋4CO Cr＋2HCl === CrCl2＋H2 4CrCl2＋4HCl ＋O2===4CrCl3＋2H2O Cr2O3＋3H2SO4===Cr2(SO4)3＋3H2O Cr2O3＋2NaOH===2NaCrO2＋H2O [感悟高考] [例]　(2021·山东卷，17)工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题： (1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2Cr2O4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是_____________________________________________________。 (2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10－5 mol·L－1时，可认为已除尽。 中和时pH的理论范围为________；酸化的目的是________________；Fe元素在________(填操作单元的名称)过程中除去。 (3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致________________；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有________________________________________。 (4)利用膜电解技术(装置如图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为： 4Na2CrO4＋4H2O通电,2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑ 则Na2Cr2O7在________(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为________________________________________________________________________。 命题 立意 试题情境 必备知识 关键能力 学术探索情境，以Na2Cr2O4 为主要原料制备Na2Cr2O7 为载体，体现对电化学知识的基础性、综合性、创新性和应用性的考查 化学语言与概念，包括电解电池、阴阳极等概念 物质转化与规律，溶液中微粒的变化 理解与辨析能力，从题给电化学反应中获取有效信息 分析与推测能力，利用题给信息分析电极反应、微粒变化 [思路分析]　以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2CrO7·2H2O)过程中，向铬铁矿中加入纯碱和O2进行焙烧，FeCr2O4转化为Na2Cr2O4，Fe(II)被O2氧化成Fe2O3，Al、Si氧化物转化为NaAlO2、Na2SiO3，加入水进行“浸取”，Fe2O3不溶于水，过滤后向溶液中加入H2SO4调节溶液pH使AlO、SiO转化为沉淀过滤除去，再向滤液中加入H2SO4，将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，将溶液蒸发结晶将Na2SO4除去，所得溶液冷却结晶得到Na2Cr2O7·2H2O晶体，母液中还含有大量H2SO4。 [解析]　(1)焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是利用热量使O2向上流动，增大固体与气体的接触面积，提高化学反应速率，故答案为：增大反应物接触面积，提高化学反应速率。(2)中和时调节溶液pH目的是将AlO、SiO转化为沉淀过滤除去，由图可知，当溶液pH≥4.5时，Al3＋除尽，当溶液pH>9.3时，H2SiO3会再溶解生成SiO，因此中和时pH的理论范围为4.5≤pH≤9.3；将Al元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以Cr2O和CrO存在，溶液中存在平衡：2CrO＋H2OCr2O＋2OH－，降低溶液pH，可提高Na2Cr2O7的产率；由上述分析可知，Fe元素在“浸取”操作中除去，故答案为：4.5≤pH≤9.3；使2CrO＋H2OCr2O＋2OH－平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率；浸取。(3)蒸发结晶时，Na2SO4主要以Na2SO4·10H2O存在，Na2SO4·10H2O的溶解度随温度升高先增大后减小，若蒸发结晶时，过度蒸发将导致所得溶液中含有大量Na2SO4·10H2O；由上述分析可知，流程中循环利用的物质除Na2Cr2O7外，还有H2SO4，故答案为：所得溶液中含有大量Na2SO4·10H2O；H2SO4。(4)由4Na2Cr2O4＋4H2O2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑可知，电解过程中实质是电解水，阳极上OH－失