精练05 化学工艺流程常考元素：铬-备战2025年高考【化学工艺流程】考点剖析+对点精练（全国通用）

精练05 化学工艺流程常考元素：铬 1．（24-25高三·黑龙江·模拟预测）二苯铬[]可作烯烃聚合或异丙醇脱氢等反应的催化剂，工业上常用为原料按如图所示流程制备二苯铬。 已知：①、的沸点分别为8.2℃、77℃； ②二苯铬不溶于水，微溶于乙醚和乙醇，在真空中160℃时升华，在潮湿空气中易被氧化。 下列说法正确的是 A．为了向“转化”提供稳定的气流，可用水浴加热并用氮气带出 B．中含有配位键，中心原子是Cl原子 C．“还原”中，还需通入一定量，主要目的是防止被氧化 D．“还原”后，经过滤、蒸馏水洗涤可得到纯净的二苯铬 2．（24-25高三·山东·模拟预测）铬的机械强度高、抗腐蚀性能好，从钒铬锰矿渣（主要成分为、、MnO）中提取铬的一种工艺流程如图： 已知：在酸性溶液中钒通常以钒酸根阴离子存在；在酸性环境中较稳定，在碱性环境中易被氧化为。 下列说法错误的是 A．“沉钒”过程利用了胶体的吸附性，使含钒微粒沉降 B．实验室模拟处理“沉铬”后的操作所用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒 C．“提纯”过程中使用溶液，原因是有还原性，将锰元素还原，实现与铬元素的分离 D．“转化”过程中发生反应为 3．（2024·河北沧州·三模）某工厂残矿渣中主要含有、，另有、、、、等杂质，某同学设计以下流程实现钒和铬的分离。 已知： ①常温下，在水中的溶解度为。 ②五价钒元素的存在形式与的关系如下表所示： 主要形式 下列说法不正确的是 A．“煅烧”、“溶浸”工序中钒元素和铬元素的主要存在形态并没有全部发生变化 B．滤渣1主要为和，滤渣2主要为 C．“除硅磷”工序中，必须调节适量，以免生成沉淀，降低的产量 D．“还原”工序中，发生反应：，再调节使转化为沉淀 4．（23-24高三上·安徽·模拟预测）用含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程如图所示，下列说法正确的是 已知： (1)Cr(OH)3属于两性氢氧化物： (2)当溶液中离子浓度≤1×10-5mol·L-1时，视为沉淀完全。 A．“碱熔”时，Cr2O3被氧化，SiO2、Al2O3转化为可溶性盐，Fe2O3转化为Fe(OH)3滤渣 B．“酸化”时，产生的滤渣为H2SiO3、A1(OH)3，加热近沸有利于形成沉淀 C．“沉铬”时，为了确保Cr3+完全沉淀，应加入过量的NaOH溶液 D．若室温下，沉铬恰好完全时，溶液的pH=8，则Cr(OH)3的溶度积常数 5．（2024·湖南·模拟预测）工业上处理含铬()酸性废水有多种方法，其中两种方法如下： Ⅰ．还原法：含铬酸性废水(含等)沉淀(含等沉淀) Ⅱ．电解法：含铬酸性废水沉淀[含等沉淀] 下列说法错误的是 A．和中的S原子都采用杂化 B．Ⅰ和Ⅱ中，等量的发生还原反应时消耗的的量不同 C．Ⅰ中参加反应的 D．Ⅱ中处理含的废水转移6mol电子 6．（2024·辽宁抚顺·模拟预测）铬酸铅俗称铬黄，是一种难溶于水的黄色固体，也是一种重要的黄色颜料，常用作橡胶、油墨、水彩、色纸等的着色剂。工业上用草酸泥渣(主要含草酸铅、硫酸铅)和铬矿渣(主要成分为，含有少量的、、)为原料制备铬酸铅，实现资源的回收再利用，其流程如下： 回答下列问题： (1)元素位于元素周期表第 周期 族。 (2)“滤渣Ⅱ”的主要成分是 (填化学式)。 (3)“氧化焙烧”时，被氧化的反应的化学方程式为 。 (4)“一系列操作”包括 、粉碎。 (5)为了使产品更纯，需将“含、的溶液”分离提纯，依据如图所示的溶解度信息，“含、的溶液”分离提纯的操作是 。分离提纯后得到的固体的化学式为 。 (6)“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为氧化铅，流程中加入碳酸钠的量为理论值的1.5倍，已知草酸泥渣中硫酸铅的含量为20.2%，则加入碳酸钠与草酸泥渣的质量之比为 。 7．（2024·湖南长沙·三模）某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法对铬铁矿(主要成分，含氧化物杂质)进行处理制备高价铬盐的工艺流程如图。 已知：①最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在； ②在水溶液中以的形式存在。 回答下列问题： (1)Cr的价电子排布式为 。 (2)铬铁矿在高温反应前需要粉碎处理的目的是 。 (3)“高温连续氧化”工序中发生反应的化学方程式为 。 (4)气体A是 (填化学式)。 (5)工序2中与气体A发生反应的离子除OH-还有 。 (6)若工序2中的铝元素恰好完全转化为沉淀，此时溶液中的 ，(通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全； (7)该工艺可以利用滤渣1提取，下图是晶胞，已知晶胞密度是，用表示阿伏加德罗常数的值，则d= nm(写出计算表达式即可)。 8．（2024·江苏·一模）以电镀废水（主要成分为及少量）为原料获得的过程如下： 已知： ①常温下，易溶于水。部分难溶物的溶度积常数如下表： ②Cr（Ⅵ）在酸性条件下主要以（橙红色）的形式存在，pH增大转化为（黄色）。，Cr（Ⅵ）较易还原生成（绿色）。 ③时完全转化为，时开始转化为。 (1)“除杂”时调节废水pH将其中除去（浓度小于mol⋅L），需加入熟石灰控制废水pH大于 。 (2)“沉铬”时先加入调节废水pH，再加入使废水中的Cr（Ⅵ）转化为。调节后的废水pH对Cr（Ⅵ）沉淀率的影响如图所示。 ①沉铬过程中将转化为反应的化学方程式为 。 ②废水时，铬沉淀率随pH减小而下降的原因是 。 ③在废水中加入沉淀前后废水pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。 (3)“转化”时将转化为。的转化率随着浓度的变化如图所示。当浓度超过0.450 mol⋅L时，Cr（Ⅵ）的转化率随浓度增大变化不明显，其原因是 。 (4)请补充完整由溶液制取的实验方案：向溶液中， ，静置过滤，洗涤，灼烧得到。（可选用的仪器与药品：、稀、NaOH溶液） 9．（2024·湖南长沙·二模）铬广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。工业上以碳素铬铁(铁铬合金)为原料，利用电解法制取金属铬的工艺流程如图所示： 已知：铁铵矾晶体的化学式为。 回答下列问题： (1)“溶解”前，粉碎碳素铬铁的目的是 。 (2)“溶解”步骤中，需加热到105℃，写出铬与浓硫酸反应的化学方程式： ；碳素铬铁过量时会产生，阳极液()进入到“溶解”步骤中，与发生反应的离子方程式为 。 (3)若铬铵矾晶体为二十四水结晶水合物，属于复盐，其中铬的化合价为+3价，则铬铵矾晶体的化学式为 。 (4)若以惰性电极进行“电解”，Cr3+在阳极放电的电极反应式为 ，当外电路有0.6mol电子转移，则在阴极上生成铬的质量为 g。 (5)Cr单质的晶胞结构如图所示。已知晶体密度为，为阿伏加德罗常数的值，则Cr原子的半径为 nm(用含有、的代数式表示)。 10．（2024·四川攀枝花·三模）某工厂将制革工业污泥中的铬元素以难溶物CrOH(H2O)5SO4的形式回收，工艺流程如下，其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。 回答下列问题： （1）4.8 mol/L的硫酸溶液密度为1.27g/cm3，该溶液中硫酸的质量分数是 。 （2）H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72－，写出此反应的离子方程式： 。 （3）常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下： 阳离子 Fe3+ Mg2+ Al3+ Cr3+ 开始沉淀时的pH 2.7 — — — 沉淀完全时的pH 3.7 11.1 5.4（>8溶解） 9（>9溶解） ①Cr (OH)3溶解于NaOH溶液时反应的离子方程式是 。 ②加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72－转化为CrO42－。滤液Ⅱ中阳离子主要有 ；但溶液的pH不能超过8，其理由是 。 （4）钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+，利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是 。 （5）写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式： 。 11．（2024·辽宁葫芦岛·一模）重铬酸钾(K2Cr2O7)常用作有机合成的氧化剂和催化剂等。由含铬废液(主要含Cr3＋、Fe3＋、K＋、SO42－等)制备K2Cr2O7的流程如图所示。 已知： I.在酸性条件下，H2O2能将Cr2O72－还原为Cr3＋ II.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围： 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Cr3＋ 4.9 6.8 Fe3＋ 1.5 2.8 回答下列问题： （1）滤渣②的成分是 。 （2）写出“氧化”步骤中反应的化学方程式 。 （3）“加热”操作的目的是 。 （4）根据平衡移动原理解释酸化至pH＝1的目的是 (用离子方程式和适当文字说明)。 （5）通过下列实验可测定产品中K2Cr2O7(M＝294g/mol)的纯度：称取重铬酸钾试样1.470g，用100mL容量瓶配制成溶液。移取25.00mL溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和足量碘化钾(Cr2O72－的还原产物为Cr3＋)，放于暗处5min。然后加入一定量的水，加入淀粉指示剂，用0.1500mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，共消耗标准液36.00mL。滴定时发生的反应的离子方程式为：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－。则所测定产品中K2Cr2O7的纯度为 。 （6）在K2Cr2O7存在下，可利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示。 ①负极的电极反应式为 ； ②一段时间后，中间室NaCl溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。 12．（2024·四川绵阳·一模）钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物，其主要成分为VO2·xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2。一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得Na2Cr2O7的工艺流程如下： 已知： ①“酸浸”后VO2·xH2O转化为VO2+； ②Cr(OH)3的Ksp近似为1×10-30； ③有关物质的溶解度(g/100gH2O)如下表所示： 温度/℃ 20 40 60 80 100 Na2Cr2O7 183.6 215.1 269.2 376.4 415.0 Na2SO4 19.5 48.8 45.3 43.7 42.5 回答下列问题： (1)“滤渣”的主要成分是 ，“氧化”生成VO，发生反应的离子方程式为 。 (2)若“含Cr3+净化液”中c(Cr3+)=0.1mol/L，则“水解沉钒”调pH的范围是2.5～ 。 (3)“溶液1”中含CrO，加入H2O2后发生反应的离子方程式为 ，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)“多步操作”包括蒸发浓缩、 、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。 (5)研究温度对Na2S2O8与H2O2的氧化—水解沉钒率的影响，得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在90℃左右，降低温度能耗增加。由图可知，分别采用H2O2、Na2S2O8进行“氧化”时，应选择的适宜温度是 、 ，与Na2S2O8相比，采用H2O2氧化的主要不足之处有 (写出两点)。 13．（2024·吉林长春·三模）铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废水(含、、)和草酸泥渣(含、)为原料制备铬酸铅的流程如图所示，已知： (1)铬元素在周期表中的位置是 ，基态铬原子价电子排布式为 。 (2)草酸泥渣“粉碎”的目的是 ，“焙烧”时加入是为了将转化为，同时放出，该转化过程的化学方程式为 。 (3)滤渣的主要成分为、 (填化学式)。 (4)“氧化”步骤加入过氧化氢溶液发生反应的离子方程式为 。 (5)为了提高沉铬率，用平衡移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因是 。 (6)处理含的废水时，被还原成，若投入，使金属阳离子恰好完全形成铁铬氧体沉淀，理论上还需要的物质的量为 。 14．（2024·山西太原·二模）铬是一种重要的金属材料，被广泛用于冶金、化工、耐火材料等行业。某铬铁矿的主要成分为Cr2O3、Fe2O3、FeO，还有少量MgO、Al2O3和杂质SiO2等，利用其制备多种铬产品和其他金属产品的工艺流程如下： 已知：Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑、 SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ 回答下列问题： (1)步骤①发生的主要反应为FeO+Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+NaNO2+A↑，反应时应选用何种材质的容器？_______(填字母)。 A．塑料 B．刚玉 C．铁 D．石英 (2)步骤②的操作是 ，“滤渣 2”是Al(OH)3和 。 写出过量物质A与“滤液1"中溶质生成Al(OH)3的离子方程式： 。 (3)“滤液2”中的Na2CrO4需要用H2SO4酸化，用离子方程式表示该反应： 。 (4)制取高纯铬常用电解法和铝热法，铝热法的缺点是 。步骤④是在隔绝空气条件下，除生成Cr2O3外，还生成了Na2CO3和CO，若该反应中有3 mol Na2Cr2O7参加反应，则转移的电子为 mol。 (5)“滤渣1”中铁元素含量较高，具有回收价值。为回收金属，需要将含Fe3+的有机相进行反萃取。在有机相中Fe3+质量浓度为22.8 g/L、有机相与水相的体积比(Vo：Va)=1：1、反萃取时间为20min、反萃取温度为25°C条件下，不同浓度的4种反萃取剂对Fe3+反萃取率的影响实验结果如图所示。当反萃取剂的浓度均为0.5 mol·L-1时，反萃取效果最好的是 (填化学式)，在实际操作中需在该反萃取剂中加入一定量H3PO4溶液，其目的是 ；但H3PO4浓度不宜过大，其原因是 。[已知：(NH4)2HPO4溶液pH=7.8 ~8.2] 15．（2024·湖北荆州·三模）绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了的深度利用和内循环。工艺流程如图： 回答下列问题： (1)高温连续氧化工序中主要反应的化学方程式为 。 (2)滤渣I的主要成分是 (填化学式)。 (3)工序③中发生反应的离子方程式为 。 (4)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序 (填“①”或“②”或“③”或“④”)参与内循环。 (5)工序③也可以利用电解法制，工作原理如下图所示(a，b电极均为石墨)：b与电源的 极相连，制备时，理论上左侧溶液总质量增重 g。 (6)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的为 。(通常认为溶液中离子浓度等于为恰好沉淀完全；已知) ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 精练05 化学工艺流程常考元素：铬 1．（24-25高三·黑龙江·模拟预测）二苯铬[]可作烯烃聚合或异丙醇脱氢等反应的催化剂，工业上常用为原料按如图所示流程制备二苯铬。 已知：①、的沸点分别为8.2℃、77℃； ②二苯铬不溶于水，微溶于乙醚和乙醇，在真空中160℃时升华，在潮湿空气中易被氧化。 下列说法正确的是 A．为了向“转化”提供稳定的气流，可用水浴加热并用氮气带出 B．中含有配位键，中心原子是Cl原子 C．“还原”中，还需通入一定量，主要目的是防止被氧化 D．“还原”后，经过滤、蒸馏水洗涤可得到纯净的二苯铬 【答案】A 【详解】A．的沸点分别为77℃，水浴加热的温度不能超过100℃，能提供稳定的气流，故A正确； B．中含有配位键，中心原子是Al原子，故B错误； C．“还原”中，还需通入一定量，主要目的是防止被氧化，故C错误； D．因为不溶于水，微溶于乙醚和乙醇，在真空中160℃时升华，在潮湿空气中易被氧化，过滤后应该用乙醇或乙醚洗涤，干燥得到纯净的，故D错误； 答案选A。 2．（24-25高三·山东·模拟预测）铬的机械强度高、抗腐蚀性能好，从钒铬锰矿渣（主要成分为、、MnO）中提取铬的一种工艺流程如图： 已知：在酸性溶液中钒通常以钒酸根阴离子存在；在酸性环境中较稳定，在碱性环境中易被氧化为。 下列说法错误的是 A．“沉钒”过程利用了胶体的吸附性，使含钒微粒沉降 B．实验室模拟处理“沉铬”后的操作所用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒 C．“提纯”过程中使用溶液，原因是有还原性，将锰元素还原，实现与铬元素的分离 D．“转化”过程中发生反应为 【答案】D 【分析】根据题图可知，“沉钒”步骤中使用氢氧化铁胶体吸附含有钒的杂质，滤液A中含有大量Mn2+和Cr3+，加入NaOH 溶液“沉铬”后，Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀，部分Mn2+转化为，滤液B中溶质主要有MnSO4，由于固体A中含有，加入Na2S2O3溶液主要是将还原为Mn2+，同时可以防止pH较大时，Mn2+被空气中氧气氧化，Cr(OH)3煅烧后生成Cr2O3，“转化”步骤中反应的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O。 A．“沉钒”时，氢氧化铁胶体的作用是吸附含有钒的杂质，使含钒微粒沉降，故A项正确； B．“沉铬”后的操作为过滤，所用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒，故B项正确； C．由上述分析可知，“提纯”过程中使用溶液，原因是有还原性，将还原为Mn2+，再转移至滤液B中回收，实现与铬元素的分离，故C项正确； D．在酸性环境中较稳定，在碱性环境中易被氧化为，因此“转化”步骤中反应的离子方程式为Mn2++H2O2+2OH-=MnO2↓+2H2O，故D项错误； 综上所述，错误的是D项。 3．（2024·河北沧州·三模）某工厂残矿渣中主要含有、，另有、、、、等杂质，某同学设计以下流程实现钒和铬的分离。 已知： ①常温下，在水中的溶解度为。 ②五价钒元素的存在形式与的关系如下表所示： 主要形式 下列说法不正确的是 A．“煅烧”、“溶浸”工序中钒元素和铬元素的主要存在形态并没有全部发生变化 B．滤渣1主要为和，滤渣2主要为 C．“除硅磷”工序中，必须调节适量，以免生成沉淀，降低的产量 D．“还原”工序中，发生反应：，再调节使转化为沉淀 【答案】D 【分析】煅烧、溶浸过程中，铝、硅、铁等的化合物转化为四羟基合铝酸钠、、，因此滤渣1中主要有和；稀硫酸除杂过程中，四羟基合铝酸钠转化为沉淀，因此，滤渣2主要为；“还原”工序中，还原，并调节溶液最终生成。 A．“煅烧”、“溶浸”工序中铬元素仍以存在，只能在强酸性环境中存在，在碱性环境中会发生转化，因此，“煅烧”、“溶浸”工序中钒元素和铬元素的主要存在形态并没有全部发生变化，A正确； B．在、作用下高温焙烧，铝、硅等的化合物转化为四羟基合铝酸钠、，加水浸取，过滤，滤渣1中主要有和，水浸液中含有四羟基合铝酸钠、，加入稀硫酸调溶液的时，四羟基合铝酸钠转化为沉淀，因此，滤渣2主要为正确； C．由常温下，在水中的溶解度为，可知微溶于水，因此，“除硅磷”工序中，必须调节适量，以免生成沉淀，降低的产量，正确； D．“分离钒”工序中，调节的范围是1～4，此时，已转化为，因此在“还原”工序中，发生反应：错误。 答案选D。 4．（23-24高三上·安徽·模拟预测）用含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程如图所示，下列说法正确的是 已知： (1)Cr(OH)3属于两性氢氧化物： (2)当溶液中离子浓度≤1×10-5mol·L-1时，视为沉淀完全。 A．“碱熔”时，Cr2O3被氧化，SiO2、Al2O3转化为可溶性盐，Fe2O3转化为Fe(OH)3滤渣 B．“酸化”时，产生的滤渣为H2SiO3、A1(OH)3，加热近沸有利于形成沉淀 C．“沉铬”时，为了确保Cr3+完全沉淀，应加入过量的NaOH溶液 D．若室温下，沉铬恰好完全时，溶液的pH=8，则Cr(OH)3的溶度积常数 【答案】B 【分析】制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程中，含铬不锈钢废渣加入氢氧化钾、通入氧气反应将Cr2O3转化为K2CrO4 ，水浸过滤后滤液加入硫酸酸化调节pH，除去硅、铝元素，得到含K2Cr2O7滤液，加入亚硫酸钠还原得到三价铬，加入氢氧化钠得到三价铬沉淀，最终生成Cr2O3。由流程可知，在碱性条件下，Cr2O3 发生氧化反应生成K2CrO4，反应中氧气为氧化剂，Cr2O3 为还原剂；由流程可知，“还原”时K2Cr2O7中加入亚硫酸钠、稀硫酸后K2Cr2O7发生还原反应生成三价铬，则亚硫酸钠发生氧化反应生成硫酸钠，发生反应的离子方程式为。 A．Fe2O3不反应，碱熔水浸得到的滤渣为Fe2O3，不是Fe(OH)3滤渣，A项错误； B．酸化除硅、铝，加热近沸有利于形成较大颗粒的沉淀，沉淀更充分，B项正确； C．氢氧化铬是两性氢氧化物，加入过量氢氧化钠会溶解，C项错误； D．沉铬完全时，若pH = 8，则 Cr(OH)3的溶度积常数为，D项错误； 故选B。 5．（2024·湖南·模拟预测）工业上处理含铬()酸性废水有多种方法，其中两种方法如下： Ⅰ．还原法：含铬酸性废水(含等)沉淀(含等沉淀) Ⅱ．电解法：含铬酸性废水沉淀[含等沉淀] 下列说法错误的是 A．和中的S原子都采用杂化 B．Ⅰ和Ⅱ中，等量的发生还原反应时消耗的的量不同 C．Ⅰ中参加反应的 D．Ⅱ中处理含的废水转移6mol电子 【答案】D 【详解】A．中S原子的孤电子对数，价层电子对数，中S原子的孤电子对数，价层电子对数，二者都采用杂化，A正确； B．Ⅰ中发生反应，Ⅱ中C发生反应，故Ⅰ和Ⅱ中，等量的发生还原反应时消耗的的量不同，B正确； C．由B项解析中的离子方程式可知，Ⅰ中为氧化剂，为还原剂，则，C正确； D．Ⅱ中电解槽中的阳极发生反应，，失去，再发生反应，，失去，故Ⅱ中处理含的废水，转移18mol电子，D错误； 故答案选D。 6．（2024·辽宁抚顺·模拟预测）铬酸铅俗称铬黄，是一种难溶于水的黄色固体，也是一种重要的黄色颜料，常用作橡胶、油墨、水彩、色纸等的着色剂。工业上用草酸泥渣(主要含草酸铅、硫酸铅)和铬矿渣(主要成分为，含有少量的、、)为原料制备铬酸铅，实现资源的回收再利用，其流程如下： 回答下列问题： (1)元素位于元素周期表第 周期 族。 (2)“滤渣Ⅱ”的主要成分是 (填化学式)。 (3)“氧化焙烧”时，被氧化的反应的化学方程式为 。 (4)“一系列操作”包括 、粉碎。 (5)为了使产品更纯，需将“含、的溶液”分离提纯，依据如图所示的溶解度信息，“含、的溶液”分离提纯的操作是 。分离提纯后得到的固体的化学式为 。 (6)“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为氧化铅，流程中加入碳酸钠的量为理论值的1.5倍，已知草酸泥渣中硫酸铅的含量为20.2%，则加入碳酸钠与草酸泥渣的质量之比为 。 【答案】 (1)六 ⅣA (2)、 (3)(或) (4)过滤、洗涤、干燥 (5)蒸发结晶、趁热过滤 (6)53∶500 【分析】铬矿渣(主要成分为Cr2O3，含有少量的SiO2、Fe2O3、Al2O3)粉碎后加入Na2CO3、NaNO3氧化焙烧得到Na2Cr2O7、Na2SiO3、NaAlO2等的固体混合物，经水浸得到的滤液中通入过量的CO2将Na2SiO3、NaAlO2转化为H2SiO3、Al(OH)3沉淀而除去，向含Na2Cr2O7、Na2SO4的溶液中加入稀硫酸调节pH；草酸泥渣(主要含草酸铅、硫酸铅)经烘干粉碎后加入Na2CO3焙烧将PbSO4转化为PbO，经水洗后加入硝酸溶解得到含Pb2+的溶液；将加入稀硫酸调节pH后的溶液与硝酸酸溶后的溶液混合合成，经一系列操作得到铬酸铅。 (1)Pb元素位于元素周期表中第六周期第IVA族；答案为：六；IVA。 (2)根据分析，通入过量CO2发生的反应为2CO2+Na2SiO3+2H2O=H2SiO3↓+2NaHCO3、CO2+NaAlO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3，“滤渣Ⅱ”的主要成分是H2SiO3、Al(OH)3；答案为：H2SiO3、Al(OH)3。 (3)根据流程，“氧化焙烧”时Cr2O3与NaNO3、Na2CO3反应生成Na2Cr2O7（或Na2CrO4）、N2和CO2，Cr元素的化合价由+3价升至+6价，N元素的化合价由+5价降至0价，根据得失电子守恒、原子守恒，反应的化学方程式为(或)；答案为：(或)。 (4)铬酸铅难溶于水，合成后直接过滤、洗涤、干燥、粉碎可得产品；答案为：过滤、洗涤、干燥。 (5)根据图示，温度高于45℃时，随温度升高，Na2SO4的溶解度减小，而Na2Cr2O7的溶解度增大，故“含Na2Cr2O7、Na2SO4的溶液”分离提纯的操作是在高温下蒸发结晶析出Na2SO4，然后趁热过滤，分离提纯后得到的固体的化学式为Na2SO4；答案为：蒸发结晶、趁热过滤；Na2SO4。 (6)设草酸泥渣的质量为a，反应为PbSO4+Na2CO3Na2SO4+PbO+CO2↑，理论上加入的Na2CO3的质量为 ，流程中加入碳酸钠的量为理论值的1.5倍，则加入碳酸钠与草酸泥渣的质量之比为（×1.5）：a=53：500；答案为：53：500。 7．（2024·湖南长沙·三模）某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法对铬铁矿(主要成分，含氧化物杂质)进行处理制备高价铬盐的工艺流程如图。 已知：①最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在； ②在水溶液中以的形式存在。 回答下列问题： (1)Cr的价电子排布式为 。 (2)铬铁矿在高温反应前需要粉碎处理的目的是 。 (3)“高温连续氧化”工序中发生反应的化学方程式为 。 (4)气体A是 (填化学式)。 (5)工序2中与气体A发生反应的离子除OH-还有 。 (6)若工序2中的铝元素恰好完全转化为沉淀，此时溶液中的 ，(通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全； (7)该工艺可以利用滤渣1提取，下图是晶胞，已知晶胞密度是，用表示阿伏加德罗常数的值，则d= nm(写出计算表达式即可)。 【答案】 (1)3d54s1 (2)增加反应的接触面积，加快化学反应速率 (3) (4) (5)、 (6) (7) 【分析】在熔融氢氧化钠作用下，被氧气高温氧化生成铬酸钠和氧化铁，氧化铝与熔融氢氧化钠反应转化为Na[Al(OH)4]，氧化镁不反应；将氧化后的固体加水溶解，过滤得到滤渣1含有氧化镁、氧化铁，含有过量氢氧化钠、铬酸钠、的滤液1；向滤液1中通入过量的气体A即二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠，与过量的二氧化碳气体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，滤渣2为Al(OH)3； （1）Cr为24号元素，价电子排布式为3d54s1； （2）铁铬矿在反应前需要粉碎处理，增加反应的接触面积，加快化学反应速率； （3）由分析可知，高温连续氧化工序中被氧化为铬酸钠和氧化铁，反应中铁化合价由+2变为+3、铬化合价由+3变为+6、氧气中氧化合价由0变为-2，结合电子守恒可知，发生反应的方程式为； （4）由分析可知，向滤液1中通入过量的气体A即二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠，与过量的二氧化碳气体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，故为二氧化碳； （5）由分析可知，工序2中与气体二氧化碳发生反应的离子除OH-还有、； （6）工序2溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的反应为，反应的平衡常数为，当c () 为10-5mol/L时，溶液中氢离子浓度为 ； （7）根据“均摊法”，晶胞中含个O2-、个Mg2+，则晶体密度为，则d=nm。 8．（2024·江苏·一模）以电镀废水（主要成分为及少量）为原料获得的过程如下： 已知： ①常温下，易溶于水。部分难溶物的溶度积常数如下表： ②Cr（Ⅵ）在酸性条件下主要以（橙红色）的形式存在，pH增大转化为（黄色）。，Cr（Ⅵ）较易还原生成（绿色）。 ③时完全转化为，时开始转化为。 (1)“除杂”时调节废水pH将其中除去（浓度小于mol⋅L），需加入熟石灰控制废水pH大于 。 (2)“沉铬”时先加入调节废水pH，再加入使废水中的Cr（Ⅵ）转化为。调节后的废水pH对Cr（Ⅵ）沉淀率的影响如图所示。 ①沉铬过程中将转化为反应的化学方程式为 。 ②废水时，铬沉淀率随pH减小而下降的原因是 。 ③在废水中加入沉淀前后废水pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。 (3)“转化”时将转化为。的转化率随着浓度的变化如图所示。当浓度超过0.450 mol⋅L时，Cr（Ⅵ）的转化率随浓度增大变化不明显，其原因是 。 (4)请补充完整由溶液制取的实验方案：向溶液中， ，静置过滤，洗涤，灼烧得到。（可选用的仪器与药品：、稀、NaOH溶液） 【答案】 (1)3 (2) pH减少，溶液中更多Cr（Ⅵ）以形式存在，易溶于水 减小 (3)与的相近，随着浓度增大，促进了转化为；反应生成的覆盖在表面，难以发生沉淀转化反应 (4)加入稀控制溶液的pH在1~4之间，边搅拌边加入，当溶液由橙红色溶液变为绿色时，停止加入，加入NaOH溶液调节溶液的 【分析】电镀废水（主要成分为及少量）“除杂”时加入熟石灰调节废水pH将其中除去；“沉铬”时先加入调节废水pH，再加入使废水中的Cr（Ⅵ）转化为易溶于水的；“转化”时 硫酸钠将转化为，向溶液加入稀控制溶液的pH在1~4之间，边搅拌边加入，当溶液由橙红色溶液变为绿色时，停止加入，加入NaOH溶液调节溶液的，静置过滤，洗涤，灼烧得到，据此分析解答。 （1）浓度小于mol⋅L即认为完全除去，此时，，PH=3，将除去（浓度小于mol⋅L），需加入熟石灰控制废水pH大于3，故答案为：3； （2）①沉铬过程中将转化为发生反应，故答案为：； ②废水时，pH减少，溶液中更多Cr（Ⅵ）以形式存在，易溶于水，导致铬沉淀率随pH减小，故答案为：pH减少，溶液中更多Cr（Ⅵ）以形式存在，易溶于水； ③向废水中加入，与生成难溶的，使平衡正向移动，溶液中氢离子浓度增大， pH减小，故答案为：减小； （3）当浓度超过0.450 mol⋅L时，Cr（Ⅵ）的转化率随浓度增大变化不明显原因是与的相近，随着浓度增大，促进了转化为；反应生成的覆盖在表面，难以发生沉淀转化反应，故答案为：与的相近，随着浓度增大，促进了转化为；反应生成的覆盖在表面，难以发生沉淀转化反应； （4）由溶液制取应向溶液中，加入稀控制溶液的pH在1~4之间，边搅拌边加入，当溶液由橙红色溶液变为绿色时，停止加入，加入NaOH溶液调节溶液的，静置过滤，洗涤，灼烧得到，故答案为：加入稀控制溶液的pH在1~4之间，边搅拌边加入，当溶液由橙红色溶液变为绿色时，停止加入，加入NaOH溶液调节溶液的。 9．（2024·湖南长沙·二模）铬广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。工业上以碳素铬铁(铁铬合金)为原料，利用电解法制取金属铬的工艺流程如图所示： 已知：铁铵矾晶体的化学式为。 回答下列问题： (1)“溶解”前，粉碎碳素铬铁的目的是 。 (2)“溶解”步骤中，需加热到105℃，写出铬与浓硫酸反应的化学方程式： ；碳素铬铁过量时会产生，阳极液()进入到“溶解”步骤中，与发生反应的离子方程式为 。 (3)若铬铵矾晶体为二十四水结晶水合物，属于复盐，其中铬的化合价为+3价，则铬铵矾晶体的化学式为 。 (4)若以惰性电极进行“电解”，Cr3+在阳极放电的电极反应式为 ，当外电路有0.6mol电子转移，则在阴极上生成铬的质量为 g。 (5)Cr单质的晶胞结构如图所示。已知晶体密度为，为阿伏加德罗常数的值，则Cr原子的半径为 nm(用含有、的代数式表示)。 【答案】 (1)增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 (2) (3)［或］ (4) 10.4 (5) 【分析】碳素铬铁粉碎后加入浓硫酸溶解，其中的Cr被氧化为Cr2(SO4)3，Fe被浓硫酸氧化为Fe2(SO4)3，若铁过量会有Fe2+生成，所以将含有重铬酸根的阳极液加入溶解后的溶液，将Fe2+氧化为Fe3+，再加入硫酸铵使Fe3+以沉淀析出进行净化，净化后的纯铬铵矾溶液进行结晶得铬铵矾晶体，晶体加热水溶解后电解得Cr。 （1）溶解前将碳素铬铁粉碎的目的是在溶解过程中增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分； （2）加热时，铬与浓硫酸发生氧化还原反应，化学方程式为2Cr+6H2SO4(浓)Cr2(SO4)3+3SO2↑+6H2O；在酸性条件下，Fe2+与发生氧化还原反应被氧化为Fe3+，离子方程式为6Fe2+++14H+=2Cr3++7H2O+6Fe3+； （3）结合化合物中各元素化合价的代数和等于零，并参考铁铵矾晶体的化学式，分析判断，得出化学式(NH4)2SO4⋅Cr2(SO4)3⋅24H2O，结合复盐的表示形式，可改写为Cr2(NH4)2(SO4)4⋅24H2O； （4）Cr3+在阳极失电子，转化为，电极反应式为2Cr3+−6e−+7H2O=+14H+；阴极电极反应式为Cr3++3e−=Cr，有0.6 mol电子转移时，生成0.2 mol Cr，质量为10.4 g； （5）由图可知，晶胞中含Cr原子个数为2，设Cr原子的半径为r nm，处于对角线的三个原子相切，晶胞棱长为nm，由晶体密度计算公式，解得r=nm。 10．（2024·四川攀枝花·三模）某工厂将制革工业污泥中的铬元素以难溶物CrOH(H2O)5SO4的形式回收，工艺流程如下，其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。 回答下列问题： （1）4.8 mol/L的硫酸溶液密度为1.27g/cm3，该溶液中硫酸的质量分数是 。 （2）H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72－，写出此反应的离子方程式： 。 （3）常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下： 阳离子 Fe3+ Mg2+ Al3+ Cr3+ 开始沉淀时的pH 2.7 — — — 沉淀完全时的pH 3.7 11.1 5.4（>8溶解） 9（>9溶解） ①Cr (OH)3溶解于NaOH溶液时反应的离子方程式是 。 ②加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72－转化为CrO42－。滤液Ⅱ中阳离子主要有 ；但溶液的pH不能超过8，其理由是 。 （4）钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+，利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是 。 （5）写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式： 。 【答案】37% 2Cr3+ + 3H2O2 + H2OCr2O72－+ 8H+ Cr (OH)3 + OH-CrO2－+ 2H2O Na+、Ca2+、Mg2+ pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2－ Ca2+、Mg2+ 3SO2 + 2Na2CrO4 +12H2O2CrOH(H2O)5SO4↓ + Na2SO4 + 2NaOH 【详解】试题分析：由流程可知，含铬污泥经酸浸后过滤，向滤液中加入双氧水把Cr3+氧化为Cr2O72－，然后加入氢氧化钠溶液调节pH到8，Cr2O72－转化为CrO42－,Fe3+和Al3+完全沉淀，过滤，滤液以钠离子交换树脂进行离子交换，除去Ca2+和Mg2+，最后向溶液中通入足量的二氧化硫将CrO42－还原为CrOH(H2O)5SO4。 （1）4.8 mol/L的硫酸溶液密度为1.27g/cm3，该溶液中硫酸的质量分数是37%。 （2） H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72－，此反应的离子方程式是2Cr3+ + 3H2O2 + H2OCr2O72－+ 8H+。 （3）①类比Al(OH)3溶于NaOH溶液的反应，Cr (OH)3溶解于NaOH溶液时反应的离子方程式是Cr (OH)3 + OH-CrO2－+ 2H2O。 ②加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72－转化为CrO42－。滤液Ⅱ中阳离子主要有Na+、Ca2+、Mg2+；但溶液的pH不能超过8，其理由是pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO2－。 （4）钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+，利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是Ca2+、Mg2+。 （5）上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式为3SO2 + 2Na2CrO4 +12H2O2CrOH(H2O)5SO4↓ + Na2SO4 + 2NaOH。 点睛：本题考查了无机物的制备。主要考查了物质的转化规律、离子方程式的书写、物质的分离与提纯、有关溶液组成的计算等等，难度一般。要求我们要掌握常见物质的转化规律，能将所学知识迁移到陌生的物质，能熟练书写离子方程式，能根据化合价升降规律书写并配平氧化还原反应。 11．（2024·辽宁葫芦岛·一模）重铬酸钾(K2Cr2O7)常用作有机合成的氧化剂和催化剂等。由含铬废液(主要含Cr3＋、Fe3＋、K＋、SO42－等)制备K2Cr2O7的流程如图所示。 已知： I.在酸性条件下，H2O2能将Cr2O72－还原为Cr3＋ II.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围： 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Cr3＋ 4.9 6.8 Fe3＋ 1.5 2.8 回答下列问题： （1）滤渣②的成分是 。 （2）写出“氧化”步骤中反应的化学方程式 。 （3）“加热”操作的目的是 。 （4）根据平衡移动原理解释酸化至pH＝1的目的是 (用离子方程式和适当文字说明)。 （5）通过下列实验可测定产品中K2Cr2O7(M＝294g/mol)的纯度：称取重铬酸钾试样1.470g，用100mL容量瓶配制成溶液。移取25.00mL溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和足量碘化钾(Cr2O72－的还原产物为Cr3＋)，放于暗处5min。然后加入一定量的水，加入淀粉指示剂，用0.1500mol/LNa2S2O3标准溶液滴定，共消耗标准液36.00mL。滴定时发生的反应的离子方程式为：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－。则所测定产品中K2Cr2O7的纯度为 。 （6）在K2Cr2O7存在下，可利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示。 ①负极的电极反应式为 ； ②一段时间后，中间室NaCl溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】Fe(OH)3（或氢氧化铁） 2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH＝2K2CrO4+8H2O 除去过量的H2O2 2CrO42－+2H+⇌Cr2O72－+H2O，酸化至pH=1，促进该反应平衡正向移动，实现CrO42－转化为Cr2O72－ 72.00%（72%或72.0%也可） C6H5OH+11H2O﹣28e－＝6CO2↑+28H+ 减小 【分析】含铬废液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)制备K2Cr2O7的流程：废液与足量KOH反应生成沉淀Cr(OH)3、Fe(OH)3，过滤得到滤渣①Cr(OH)3、Fe(OH)3混合物，除去K+、SO42-等离子，碱性条件下在滤渣中加入过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4，过滤除去Fe(OH)3，则滤渣②为Fe(OH)3，得到K2CrO4滤液②，加热除去过量过氧化氢，防止后续加酸时H2O2能将Cr2O72-还原为Cr3+，加酸调pH=1，使K2CrO4溶液转化为K2Cr2O7溶液，蒸发结晶得到K2Cr2O7晶体，以此解答。 (1)根据分析，过滤得到滤渣①Cr(OH)3、Fe(OH)3混合物，“氧化”步骤中加入过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4，过滤除去Fe(OH)3，滤渣②的成分是Fe(OH)3(或氢氧化铁)； (2)“氧化”步骤中，碱性条件下，过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4溶液，结合电子守恒、原子守恒，化学方程式为2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH＝2K2CrO4+8H2O； (3)结合已知信息，在酸性条件下，H2O2能将Cr2O72－还原为Cr3＋，为防止后续“酸化”步骤中H2O2将Cr2O72－还原为Cr3＋而混入杂质，所以酸化前必须除去H2O2，并且H2O2不稳定易分解，通过加热可除去； (4)由于酸性条件下，CrO42－可转化为Cr2O72－，发生反应为：2CrO42－+2H+⇌Cr2O72－+H2O，酸化至pH=1，促进该反应平衡正向移动，实现CrO42－转化为Cr2O72－； (5)根据实验步骤可知，用碘化钾将Cr2O72−还原成Cr3+，根据电子得失守恒有关系式Cr2O72−∼3I2，再用Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32−＝2I−+S4O62−)，所以有关系式Cr2O72−∼3I2∼6S2O32−，Na2S2O3的物质的量为0.1500mol/L×0.036L=5.4×10−3mol，所以样品中K2Cr2O7的物质的量×5.4×10−3mol×=3.6×10−3mol，样品中K2Cr2O7的纯度为×100%=72.00%； (6)①根据图示，C6H5OH转化为CO2，则苯酚发生氧化反应、作负极，结合电子守恒和电荷守恒有负极的电极反应式为C6H5OH+11H2O﹣28e－＝6CO2↑+28H+； ②由于电解质NaCl溶液被阳离子交换膜和阴离子交换膜隔离，使Na+和Cl-不能定向移动，所以电池工作时，负极生成的H+透过阳离子交换膜加入NaCl溶液中，正极生成的OH-透过阴离子交换膜进入NaCl溶液中与H+反应生成水，使NaCl溶液浓度减小。 12．（2024·四川绵阳·一模）钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物，其主要成分为VO2·xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2。一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得Na2Cr2O7的工艺流程如下： 已知： ①“酸浸”后VO2·xH2O转化为VO2+； ②Cr(OH)3的Ksp近似为1×10-30； ③有关物质的溶解度(g/100gH2O)如下表所示： 温度/℃ 20 40 60 80 100 Na2Cr2O7 183.6 215.1 269.2 376.4 415.0 Na2SO4 19.5 48.8 45.3 43.7 42.5 回答下列问题： (1)“滤渣”的主要成分是 ，“氧化”生成VO，发生反应的离子方程式为 。 (2)若“含Cr3+净化液”中c(Cr3+)=0.1mol/L，则“水解沉钒”调pH的范围是2.5～ 。 (3)“溶液1”中含CrO，加入H2O2后发生反应的离子方程式为 ，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (4)“多步操作”包括蒸发浓缩、 、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。 (5)研究温度对Na2S2O8与H2O2的氧化—水解沉钒率的影响，得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在90℃左右，降低温度能耗增加。由图可知，分别采用H2O2、Na2S2O8进行“氧化”时，应选择的适宜温度是 、 ，与Na2S2O8相比，采用H2O2氧化的主要不足之处有 (写出两点)。 【答案】 (1)SiO2或二氧化硅 2VO2+＋S2O＋2H2O=2VO＋2SO＋4H＋ (2)4.3 (3)3H2O2＋2CrO＋2OH－=2CrO＋4H2O 3∶2 (4)趁热过滤 (5)60℃ 90℃ 沉钒率低，铬损率高；温度较高时H2O2易分解，需降温导致能耗增加；对储运及投料要求较高 【分析】钒铬还原渣主要成分为VO2·xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2，加硫酸酸浸，VO2·xH2O转化为VO2+，Cr(OH)3转化为Cr2(SO4)3，滤渣为SiO2，加入Na2S2O8将VO2+氧化为VO，2VO2+＋S2O＋2H2O=2VO＋2SO＋4H＋，调pH使VO转化为V2O5·xH2O沉淀，溶液中加过量NaOH后Cr3+转化为CrO，加入H2O2发生反应3H2O2＋2CrO＋2OH－=2CrO＋4H2O，溶液2先调pH，后经蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤得到Na2Cr2O7。 （1）根据分析，“滤渣”的主要成分是SiO2，“氧化”生成VO，发生反应的离子方程式为2VO2+＋S2O＋2H2O=2VO＋2SO＋4H＋； （2）Cr(OH)3的Ksp=c(Cr3+)c3(OH-)=1×10-30，当c(Cr3+)=0.1mol/L时，Cr3+开始沉淀，c(OH-)=≈10-9.7mol/L，c(H+)==10-4.3，pH=-lgc(H+)=4.3，故pH的范围是2.5～4.3。 （3）根据分析，溶液1加入H2O2后发生反应的离子方程式为3H2O2＋2CrO＋2OH－=2CrO＋4H2O；氧化剂为H2O2，还原剂为CrO，物质的量之比为3∶2； （4）由表格可知，Na2Cr2O7的溶解度较大，且随温度的升高而增大的比较明显，而Na2SO4的溶解度比Na2Cr2O7的小得多，在40℃以后溶解度随温度升高而降低，因此经蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤得到Na2Cr2O7； （5）选择最优的温度，需考虑沉钒率、铬损率以及能耗，沉钒率越高，铬损率越低，能耗越小的温度越合适，由于钒铬还原渣酸浸液初始温度在90℃左右，降低温度能耗增加，因此为了减少降温的耗能，需选择更接近90℃的温度，由图可知，用H2O2氧化时40℃、50℃、60℃时沉钒率与铬损率的差值较大，因此选择较高的60℃；用Na2S2O8氧化时，70℃与90℃时沉钒率与铬损率的差值较大，因此选择较高的90℃；由图可知，采用H2O2氧化时沉钒率相对较低，铬损率相对较高，且温度较高时H2O2易分解，不利于氧化，而且使用H2O2需要较低的温度，降温导致能耗增加，从储运及投料的角度考虑，H2O2为液体，运输和投料时不如固体方便，这些都是H2O2的不足之处。 13．（2024·吉林长春·三模）铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废水(含、、)和草酸泥渣(含、)为原料制备铬酸铅的流程如图所示，已知： (1)铬元素在周期表中的位置是 ，基态铬原子价电子排布式为 。 (2)草酸泥渣“粉碎”的目的是 ，“焙烧”时加入是为了将转化为，同时放出，该转化过程的化学方程式为 。 (3)滤渣的主要成分为、 (填化学式)。 (4)“氧化”步骤加入过氧化氢溶液发生反应的离子方程式为 。 (5)为了提高沉铬率，用平衡移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因是 。 (6)处理含的废水时，被还原成，若投入，使金属阳离子恰好完全形成铁铬氧体沉淀，理论上还需要的物质的量为 。 【答案】 (1)第四周期ⅥB族 3d54s1 (2)加快反应速率，提高转化率 PbSO4+Na2CO3Na2SO4+PbO+CO2↑ (3)Fe(OH)3 (4)3H2O2+2CrO+2OH—=2CrO+4H2O (5)硝酸过量，溶液中的氢离子浓度增大，平衡2CrO+2H+Cr2O+H2O会向正反应方向移动，CrO浓度减小，导致沉铬率下降 (6)5 【分析】由题给流程可知，向铬废水中加入氢氧化钠溶液，将溶液中的铬离子转化为偏铬酸钠，铁离子和铜离子转化为氢氧化铁、氢氧化铜沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铜的滤渣和滤液；向滤液中加入过氧化氢溶液，将溶液中的偏铬酸根离子转化为铬酸根离子；向烘干粉碎的草酸泥渣中加入碳酸钠焙烧，将硫酸铅转化为氧化铅，将焙烧渣水洗得到的氧化铅溶于硝酸溶液得到硝酸铅；将硝酸铅溶液和铬酸钠溶液混合反应，将铬酸钠转化为铬酸铅沉淀，过滤得到铬酸铅和滤液；向滤液中加入硫酸亚铁、硫酸铁，将溶液中的铬酸根离子转化为铁铬氧体，过滤得到达标排放的废水。 （1）铬元素的原子序数为24，位于元素周期表第四周期ⅥB族，基态原子的价电子排布式为3d54s1，故答案为：第四周期ⅥB族；3d54s1； （2）草酸泥渣粉碎可以增大固体的表面积，有利于增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高转化率；由题意可知，焙烧时发生的反应为硫酸铅和碳酸钠在高温条件下反应生成氧化铅、硫酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为PbSO4+Na2CO3Na2SO4+PbO+CO2↑，故答案为：加快反应速率，提高转化率；PbSO4+Na2CO3Na2SO4+PbO+CO2↑； （3）由分析可知，滤渣的主要成分为氢氧化铁、氢氧化铜，故答案为：Fe(OH)3； （4）由分析可知，加入过氧化氢溶液的目的是将溶液中的偏铬酸根离子转化为铬酸根离子，反应的离子方程式为3H2O2+2CrO+2OH—=2CrO+4H2O，故答案为：3H2O2+2CrO+2OH—=2CrO+4H2O； （5）铬酸钠溶液中存在如下平衡2CrO+2H+Cr2O+H2O，硝酸过量会使溶液中的氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，溶液中的铬酸根离子浓度减小，导致沉铬率下降，故答案为：硝酸过量，溶液中的氢离子浓度增大，平衡2CrO+2H+Cr2O+H2O会向正反应方向移动，CrO浓度减小，导致沉铬率下降； （6）设加入硫酸铁的物质的量为amol，由铬原子个数守恒可知，铁铬氧体的物质的量为mol，由铁原子个数守恒可得：10+2a=①，由化合价代数和为0可得：3x+3y=6②，由得失电子数目守恒可得：—2a=3③，解联立方程可得a=5、x=、y=，故答案为：5。 14．（2024·山西太原·二模）铬是一种重要的金属材料，被广泛用于冶金、化工、耐火材料等行业。某铬铁矿的主要成分为Cr2O3、Fe2O3、FeO，还有少量MgO、Al2O3和杂质SiO2等，利用其制备多种铬产品和其他金属产品的工艺流程如下： 已知：Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑、 SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ 回答下列问题： (1)步骤①发生的主要反应为FeO+Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+NaNO2+A↑，反应时应选用何种材质的容器？_______(填字母)。 A．塑料 B．刚玉 C．铁 D．石英 (2)步骤②的操作是 ，“滤渣 2”是Al(OH)3和 。 写出过量物质A与“滤液1"中溶质生成Al(OH)3的离子方程式： 。 (3)“滤液2”中的Na2CrO4需要用H2SO4酸化，用离子方程式表示该反应： 。 (4)制取高纯铬常用电解法和铝热法，铝热法的缺点是 。步骤④是在隔绝空气条件下，除生成Cr2O3外，还生成了Na2CO3和CO，若该反应中有3 mol Na2Cr2O7参加反应，则转移的电子为 mol。 (5)“滤渣1”中铁元素含量较高，具有回收价值。为回收金属，需要将含Fe3+的有机相进行反萃取。在有机相中Fe3+质量浓度为22.8 g/L、有机相与水相的体积比(Vo：Va)=1：1、反萃取时间为20min、反萃取温度为25°C条件下，不同浓度的4种反萃取剂对Fe3+反萃取率的影响实验结果如图所示。当反萃取剂的浓度均为0.5 mol·L-1时，反萃取效果最好的是 (填化学式)，在实际操作中需在该反萃取剂中加入一定量H3PO4溶液，其目的是 ；但H3PO4浓度不宜过大，其原因是 。[已知：(NH4)2HPO4溶液pH=7.8 ~8.2] 【答案】 (1)C (2)水浸、过滤 H2SiO3 AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO (3)2CrO+2H+Cr2O+H2O (4)能耗大或者产品纯度较低 18 (5)(NH4)2HPO4 调节溶液的pH，防止Fe3+在反萃取时可能生成沉淀 pH小会生成NH4H2PO4，反萃取率低(或其他合理解释) 【分析】根据题干信息，铬铁矿的主要成分为Cr2O3、Fe2O3、FeO，还有少量MgO、Al2O3和杂质SiO2等，现向熔融的铬铁矿中加入Na2CO3、NaNO3氧化，步骤①发生的反应有Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑、SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑、2FeO+Cr2O3+2Na2CO3+4NaNO32Na2CrO4+Fe2O3+4NaNO2+2A↑，则A为CO2，熔块经水浸、过滤后分离出滤渣1含Fe2O3，滤渣1经酸溶、氧化、萃取分液、反萃取得到Fe3+。滤液1中含NaAlO2、Na2CrO4、Na2SiO3、NaNO2、NaNO3等，向滤液1中通入过量的CO2，得到滤渣2含H2SiO3、Al(OH)3，滤液2中含Na2CrO4，酸化后得到Na2Cr2O7，再加入焦炭高温还原得到Cr2O3，进而得到Cr，据此分析解答。 （1）步骤①中发生反应2FeO+Cr2O3+2Na2CO3+4NaNO32Na2CrO4+Fe2O3+4NaNO2+2CO2↑，因此该步骤不能使用石英容器，原因是二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，刚玉(氧化铝)与碱性物质高温下反应，塑料不耐热，可选铁坩埚，故答案选C； （2）由分析，步骤②得到滤渣1和滤液2，故操作为水浸、过滤，滤液1中通入过量的CO2，得到滤渣2含H2SiO3、Al(OH)3，生成Al(OH)3的离子方程式为AlO+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO； （3）滤液2中含Na2CrO4，酸化后得到Na2Cr2O7，转化的离子方程式为2CrO+2H+ Cr2O+H2O； （4）铝热反应能耗大，使用铝热法制取高纯铬，获得的产品纯度较低，故选用电解法，步骤④是在隔绝空气条件下，除生成Cr2O3外，还生成了Na2CO3和CO，Cr元素由+6价降低为+3价，若该反应中有3 mol Na2Cr2O7参加反应，则转移的电子为3mol×2×3=18mol； （5）结合图象可知，浓度为0.5mol/L时，(NH4)2HPO4的反萃取率较高，因此反萃取效果最好的是(NH4)2HPO4，由于Fe3+易生成Fe(OH)3，因此在该反萃取剂中加入一定量H3PO4溶液调节溶液的pH，防止Fe3+在反萃取时可能生成Fe(OH)3沉淀，但pH过小会生成NH4H2PO4，导致反萃取率低，因此H3PO4溶液浓度不宜过大。 15．（2024·湖北荆州·三模）绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了的深度利用和内循环。工艺流程如图： 回答下列问题： (1)高温连续氧化工序中主要反应的化学方程式为 。 (2)滤渣I的主要成分是 (填化学式)。 (3)工序③中发生反应的离子方程式为 。 (4)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序 (填“①”或“②”或“③”或“④”)参与内循环。 (5)工序③也可以利用电解法制，工作原理如下图所示(a，b电极均为石墨)：b与电源的 极相连，制备时，理论上左侧溶液总质量增重 g。 (6)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的为 。(通常认为溶液中离子浓度等于为恰好沉淀完全；已知) 【答案】 (1) (2)、 (3) (4)② (5)正极 44 (6)8.37 【分析】分析流程可知，铬铁矿、氢氧化钠和空气在高温下连续氧化，在熔融氢氧化钠作用下，Fe(CrO2)2被氧气高温氧化生成铬酸钠和氧化铁，氧化铝与熔融氢氧化钠反应转化为偏铝酸钠，氧化镁为碱性氧化物，不参与反应；将氧化后的固体加水溶解，过滤得到滤渣I，成分为氧化镁、氧化铁，滤液中含有过量氢氧化钠、铬酸钠、偏铝酸钠，将滤液在介稳态条件下分离得到铬酸钠溶液、氢氧化钠溶液和偏铝酸钠溶液；向铬酸钠溶液中通入过量的二氧化碳得到重铬酸钠和碳酸氢钠沉淀；向偏铝酸钠溶液中通入过量的二氧化碳气体得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠；向滤渣I中通入二氧化碳和水蒸气，氧化镁与二氧化碳和水蒸气反应转化为碳酸氢镁溶液；碳酸氢镁溶液受热分解得到碳酸镁固体和二氧化碳、水蒸气，二氧化碳、水蒸气可以在工序②③循环使用；碳酸镁高温煅烧得到氧化镁，据此分析回答问题。 （1）由分析可知，高温连续氧化工序中铬元素和铁元素被连续氧化，主要反应的化学方程式为； （2）分析可知，滤渣I为未反应氧化镁以及反应生成的氧化铁，故答案为：MgO、Fe2O3； （3）工序③中发生的反应为铬酸钠溶液与过量的二氧化碳反应，生成重铬酸钠，由于二氧化碳过量，生成碳酸氢钠，依据提示，碳酸氢钠为沉淀，反应的离子方程式为； （4）热解工序产生的混合气体为水和二氧化碳，故通入滤渣1可以将氧化镁直接转化为碳酸氢镁，对应工序为②，最适宜返回工序②参与内循环； （5）由a极从NaOH稀溶液得到浓溶液，说明OH-浓度增大，a电极反应式为，a为阴极，则b为阳极，连接电源正极，b电极反应式为，制备时，转移2mol电子，生成2mol OH-，理论上左侧溶液移向2molNa+同时逸出1molH2，总质量增重1mol×23g/mol-1mol×2g/mol=44g； （6）工序④发生反应+H+Al(OH)3↓+H2O，反应平衡常数为K1=    =1013.37，当离子浓度等于10-5mol•L-1时，代入数据可知，c(H+)=mol/L=10-8.37mol/L，此时pH为-lgc(H+)=8.37，故答案为：8.37。 ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$