高中化学微专题18 金属及其化合物制备流程(Cr)-备战2022年高考化学考点微专题(解析版)
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1.(2021·河北真题)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。
“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。
下列说法错误的是 A .钢是以铁为主的含碳合金 B .钢的含碳量越高,硬度和脆性越大 C .生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高D .冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe 2O 32.(2021·福建真题)明代《徐光启手迹》记载了制备硝酸的方法,其主要流程(部分产物已省略)如下:下列说法错误..的是 A .FeSO 4的分解产物X 为FeO B .本流程涉及复分解反应 C .HNO 3的沸点比H 2SO 4的低D .制备使用的铁锅易损坏3.(2021·湖南真题)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:下列说法错误的是A .物质X 常选用生石灰B .工业上常用电解熔融2MgCl 制备金属镁C .“氯化”过程中发生的反应为22MgO+C+Cl MgCl +CO 高温D .“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水2MgCl4.(2021·河北真题)BiOCl 是一种具有珠光泽的材料,利用金属Bi 制备BiOCl 的工艺流程如图:专题07 金属及其化合物下列说法错误的是A .酸浸工序中分次加入稀HNO 3可降低反应剧烈程度B .转化工序中加入稀HCl 可抑制生成BiONO 3C .水解工序中加入少量CH 3COONa(s)可提高Bi 3+水解程度D .水解工序中加入少量NH 4NO 3(s)有利于BiOCl 的生成 5.(2020·山东真题)实验室分离Fe 3+和Al 3+的流程如下:知Fe 3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl 4]-,该配离子在乙醚(Et 2O ,沸点34.6℃)中生成缔合物+-24Et O H FeCl ﹒﹒[] 。
微专题18 金属及其化合物制备流程(Co)钴:元素符号Co,原子序数27,原子量58.93,外围电子排布3d74s2,位于第四周期Ⅷ族。
主要氧化数+1、+3、+4。
一、物理性质:金属,硬而有延展性,具有铁磁性,密度8.9克/厘米3,熔点1495℃,沸点2870℃。
二、化学性质:常温下不跟空气,水反应。
白热时燃烧生成四氧化三钴,也能分解水蒸气。
能跟卤素直接化合。
能溶解于盐酸、硫酸和硝酸中。
能被氢氟酸,氨水和氢氧化钠溶液缓慢侵蚀。
三、用途:用于制超硬耐热合金、磁性合金和切削工具用合金。
同位素60Co是一种放射源,用于医疗、科研和生产中。
1735年瑞典人布朗特煅烧钻矿得到钴。
主要钴矿有辉钴矿、砷钴矿。
先将钴矿转化为氧化钴,然后用铝还原制取钴。
四、钴的提取工艺自然界中的钴矿很少单独存在,主要伴生于镍矿、铜矿、黄铁矿和砷矿床中,而且含量较少,提取起来相对比较困难。
钴矿资源主要有镍钴硫化矿和氧化矿,铜钴矿,砷钴矿,含钴黄铁矿四种类型。
钴冶炼特点表现为原料品位低,提取流程长,提取方法多。
1.从镍、铜硫的吹炼渣中提钴:含钴吹炼渣在鼓风炉或电炉中经还原硫化熔炼,获得钴合金或钴锍。
经磁选富集后加压酸浸,使钴进入溶液。
溶液经净化后加入草酸使钴生产草酸钴沉淀,草酸钴经煅烧即可产出精制氧化钴产品。
2.从镍精炼净化渣中提钴:镍电解精炼过程中阳极液净化产出的钴渣是重要的提钴原料。
钴渣经还原硫酸浸出使钴呈硫酸钴进入溶液,溶液用黄钠铁矾法除铁,萃取法除铜,锌,锰等杂质和镍钴分离获得纯净的氯化钴溶液,籍此可生产氧化钴产品,或经电积获取金属钴产品。
3.从含钴黄铁矿中提取钴:含钴黄铁矿经浮选可产出含钴0.3%~0。
5%的钴硫精矿。
钴硫精矿经硫酸化焙烧,使精矿中的钴,镍,铜等有价元素转变为可溶性的硫酸盐。
焙砂用水浸或酸浸使钴,镍,铜等转入溶液。
浸出液经净化除杂除去铁,铜,锌,锰等杂质,再经镍钴分离得到纯净的钴溶液,电积生产金属钴。
4.从砷钴矿提取钴:砷钴矿经焙烧或熔炼使砷以As2O3挥发脱除,得到焙砂或钴锍经酸浸使钴进入溶液,溶液经除铁,砷和铜,锌,锰等杂质后进入镍钴分离。
化学微工艺流程——金属及其化合物的转化题型研析化学微工艺流程题是近几年全国卷和地方卷考查的“明星〞题型(如2021年山东卷T8、T9),试题借助物质制备或提纯的操作流程为素材,突出考查元素化合物的性质与转化及化学实验的根本操作,这类试题一般难度不会太大,解答时只要考生能理清框图间的转化关系就能获取高分。
题型一物质制备型化学工艺流程【提素能·归纳】[典题例如1](2021·济南模拟)某兴趣小组利用硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)来制备FeCO3,其流程如图::①FeS2不溶于稀硫酸;②“复原〞时,Fe3+通过两个反响被复原,其中一个反响为FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++2SO2-4+16H+。
以下说法不正确的选项是()A.“复原〞时另一个反响的离子方程式为2Fe3++FeS2===2S+3Fe2+B.“复原〞后可以用KSCN检验Fe3+是否反响完全C.流程中屡次进行过滤,过滤所用玻璃仪器为烧杯、漏斗、胶头滴管和玻璃棒D.所得FeCO3需充分洗涤,可用稀盐酸和BaCl2溶液检验FeCO3是否已洗涤干净[解析]由题图可知“复原〞后过滤所得滤渣中含有S,所以“复原〞时另一个反响的离子方程式为2Fe3++FeS2===2S+3Fe2+,A正确;Fe3+可与KSCN反响生成血红色物质,所以“复原〞后可以用KSCN检验Fe3+是否反响完全,B正确;过滤时不用胶头滴管,C错误;所得FeCO3需充分洗涤,用稀盐酸和BaCl2溶液检验最后一次洗涤液中是否含有SO2-4来确定FeCO3是否已洗涤干净,D正确。
[答案]C[名师点拨]制备型工艺流程题过程解读(1)读流程图①箭头:箭头进入的是投料(反响物)、出去的是主产物或副产物(生成物)。
②三线:出线和进线均表示物料流向或操作流程,可逆线表示物质循环。
(2)解题要点①审题要点:a.了解生产目的、原料及产品;b.了解题目提供的信息;c.分析各步的反响条件、原理及物质成分;d.理解物质别离、提纯、条件控制等操作的目的及要点。
2022届高三化学一轮复习——金属及其化合物制备流程(Li、Sr、Pb、Ti、Mn)专题训练1.(2019·江西名校高三第一次联考)锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。
工业上常以β锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。
其中一种工艺流程如下:已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:请回答下列问题:(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成______________________________________。
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是_______________________________________________________________________________________________________________________。
(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式:___________________________________________________________________________________________________________。
(4)洗涤所得Li2CO3沉淀要使用________(填“热水”或“冷水”),理由是_________________________________________________________________________________。
(5)流程中两次使用了Na2CO3溶液,第一次浓度小,第二次浓度大的原因是________________________________________________________________________________。
(6)该工艺中,电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是________________________________________________________________________。
微专题17 金属及其化合物制备流程(Pb)便是从这儿来的。
铅很重,一立方米的铅重达11.3吨,古代欧洲的炼金家们便用旋转迟缓的土星来表示它,写作"h"。
铅球那么沉,便是用铅做的。
子弹的弹头也常灌有铅,因为如果太轻,在前进时受风力影响会改变方向。
铅的熔点也很低,为327℃,放在煤球炉里,也会熔化成铅水。
三、化学性质:铅很容易生锈--氧化。
铅经常是呈灰色的,就是由于它在空气中,很易被空气中的氧气氧化成灰黑色的氧化铅,使它的银白色的光泽渐渐变得暗淡无光。
不过,这层氧化铅形成一层致密的薄膜,防止内部的铅进一步被氧化。
也正因为这样,再加上铅的化学性质又比较稳定,因此铅不易被腐蚀。
在化工厂里,常用铅来制造管道和反应罐。
著名的制造硫酸的铅室法,便是因为在铅制的反应器中进行化学反应而得名的.工业制备第一种:火法炼铅目前世界上炼铅以火法炼铅为主,火法炼铅一般包括原料准备(配料、制粒、烧结焙烧)、还原熔炼制取粗铅和粗铅精炼三大工序。
烟气制酸、烟尘综合回收以及从阳极泥回收金银等贵金属也是火法炼铅工艺的重要组成部分。
铅精烧结焙烧有两个目的:一是将原料中的硫氧化除去,并以SO2形式送去制硫酸;二是使部分伴生金属氧化并与SiO2等脉石成分生成MeO.SiO2低熔点液相,使细粉状铅精矿粘结成多孔硬块,以利还原熔炼。
(1)备料进入烧结工序的物料包括铅精矿、石英熔剂、烧结返料,三者的配比为30:10:60。
铅精矿一般含有(%):Pb 50-60、Zn 4-6、Cu 0.2、S15-25、Fe 14、SiO2 1-2。
此外,还伴生有Ag、Bi、Cd、In等有价金属。
配好的物料,经过混合和制粒,用布料机均匀地平铺在烧结机上进行烧结焙烧。
(2)烧结现代烧结作业均采用带式烧结机,面积为60-70m3。
工作时,铺满炉料的烧结机在传动机械带动下向前移动,经过点火装置处炉料被火焰点燃,并在强制通过料层吸入(或鼓出)的大量窑中氧的作用下,料层温度迅速上升到1073-1173K,炉料中发生了一系列的烧结反应。
微专题热点金属及其化合物制备流程(V 、Cr 、Mn 、Co 、Ni )1(2023·全国·统考高考真题)LiMn 2O 4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。
由菱锰矿(MnCO 3,含有少量Si 、Fe 、Ni 、Al 等元素)制备LiMn 2O 4的流程如下:已知:K sp [Fe (OH )3]=2.8×10-39,K sp [Al (OH )3]=1.3×10-33,K sp [Ni (OH )2]=5.5×10-16。
回答下列问题:(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为。
为提高溶矿速率,可采取的措施(举1例)。
(2)加入少量MnO 2的作用是。
不宜使用H 2O 2替代MnO 2,原因是。
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH =4,此时c (Fe 3+)=mol ·L -1;用石灰乳调节至pH ≈7,除去的金属离子是。
(4)加入少量BaS 溶液除去Ni 2+,生成的沉淀有。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为。
随着电解反应进行,为保持电解液成分稳定,应不断。
电解废液可在反应器中循环利用。
(6)煅烧窑中,生成LiMn 2O 4反应的化学方程式是。
【答案】(1)MnCO 3+H 2SO 4=MnSO 4+H 2O +CO 2↑粉碎菱锰矿(2)将Fe 2+氧化为Fe 3+Fe 3+可以催化H 2O 2分解(3)2.8×10-9Al 3+(4)BaSO 4、NiS (5)Mn 2++2H 2O电解H 2↑+MnO 2↓+2H +加入Mn (OH )2(6)2Li 2CO 3+8MnO 2煅烧4LiMn 2O 4+2CO 2↑+O 2↑【解析】根据题给的流程,将菱锰矿置于反应器中,加入硫酸和MnO 2,可将固体溶解为离子,将杂质中的Fe 、Ni 、Al 等元素物质也转化为其离子形式,同时,加入的MnO 2可以将溶液中的Fe 2+氧化为Fe 3+;随后将溶液pH 调至制约等于7,此时,根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的Al 3+沉淀出来;随后加入BaS ,可以将溶液中的Ni 2+沉淀,得到相应的滤渣;后溶液中含有大量的Mn 2+,将此溶液置于电解槽中电解,得到MnO 2,将MnO 2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn 2O 4。
2022年高考化学总复习:工业流程中含铁化合物的制备1.FeCO3与砂糖混用可以作补血剂,实验室里制备FeCO3的流程如图所示,下列说法不正确的是()A.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeOB.沉淀过程中有CO2气体放出C.过滤操作常用的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒D.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质答案A解析FeCO3中的+2价的铁在高温时会被空气中的氧气氧化。
2.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:则下列说法正确的是()A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同C.试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+答案C解析A项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b是盐酸,错误;B项,操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤,操作Ⅲ为蒸发结晶,所用仪器不相同,错误;C项,滤液Z和X中均含有氯化亚铁,因此c为氯气,正确;D项,高锰酸钾也能氧化氯离子而褪色,因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子,错误。
3.工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:试回答下列问题:(1)滤液X 中含有的金属阳离子是______(填离子符号)。
(2)①步骤Ⅱ加入过量铁粉的目的是将_____________________________________________。
②步骤Ⅲ中可选用________(填字母)调节溶液的pH 。
a .次氯酸钙b .氨水c .氢氧化钠溶液d .高锰酸钾溶液(3)①步骤Ⅳ加入NH 4HCO 3时的离子方程式:________________________________________。
②步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下,其目的是______________________________________________________________________________________________________________。
微专题17 金属及其化合物制备流程(Mo)一、物质概况:钼是一种金属元素,元素符号:Mo,英文名称:Molybdenum,原子序数42,是VIB族金属。
钼的密度为10.2g/cm³,熔点为2610℃,沸点为5560℃。
钼是一种银白色的金属,硬而坚韧,熔点高,热传导率也比较高,常温下不与空气发生氧化反应。
作为一种过渡元素,极易改变其氧化状态,钼离子的颜色也会随着氧化状态的改变而改变。
钼是人体及动植物所必需的微量元素,对人以及动植物的生长、发育、遗传起着重要作用。
钼在地壳中的平均含量为0.00011%,全球钼资源储量约为1100万吨,探明储量约为1940万吨。
由于钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐磨研等优点,被广泛应用于钢铁、石油、化工、电气和电子技术、医药和农业等领域。
二、化学性质:常温或在不太高的温度下,钼在空气或水里是稳定的。
钼在空气中加热,颜色开始由白(色)转暗灰色;温升至520℃,钼开始被缓慢氧化,生成黄色三氧化钼(MoO3,温度降至常温后变为白色);温升至600℃以上,钼迅速被氧化成MoO3。
钼在水蒸气中加热至700~800℃便开始生成MoO2,将它进一步加热,二氧化钼被继续氧化成三氧化钼。
钼在纯氧中可自燃,生成三氧化钼。
钼的这一系列氧化物中,除最高价态的MoO3为酸性外,其余氧化物均为碱性氧化物。
钼最重要的氧化物是MoO3和MoO2。
纯MoO2呈暗灰色、深褐色粉末状。
MoO2可溶于水,易溶于盐酸及硝酸,但不溶于氨水等碱液里。
在空气、水蒸气或氧气中继续加热MoO2,它将被进一步氧化,直至完全生成MoO3。
在真空中加热到1520~1720℃,固态MoO2局部升华而不分解出氧,但大部分MoO2分解成MoO3气体和固态Mo。
Jette. E. R(1935年)报道:MoO2在1980℃±50℃、0.1MPa(惰性气体)的条件下分解成钼和氧。
MoO2是钼氧化的最终产物。
MoO3为淡绿或淡青色的白色粉末。
微专题18 金属及其化合物制备流程(Cr)铬:元素符号Cr,原子序数24,原子量51.996,外围电子排布3d54s1,位于第四周期ⅥB 族。
主要化合价+2、+3、+6。
一、物理性质:银白色有光泽金属,含有杂质的铬硬而脆,高纯铬有延展性。
二、化学性质:耐腐蚀性强,不溶于水,在空气中即便是在高温下氧化也很缓慢。
高温下,铬能与卤素、硫、氮、碳等化合,也能跟水蒸气反应。
能慢慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、生成二价铬盐(蓝色),与空气接触时很快被氧化成三价铬盐(绿色)。
铬能与浓硫酸反应,但不溶于浓硝酸,因表面生成致密氧化膜而呈钝态。
能被熔融碱侵蚀。
与氢反应生成CrH2。
三、用途:主要用于制不锈钢及耐高温耐腐蚀的高强度的合金,制电阻合金,还用于电镀。
1797年法国人沃克兰发现了铬。
主要矿物有铬铁矿Fe(CrO2)2。
由电解铬氨钒溶液或铬酸溶液制得,也可用铝粉还原氧化铬制得。
四、铬的冶炼工艺流程钢铁工业中广泛应用的铬铁合金和硅铬合金是用电炉冶炼的。
铝热法包括从铬矿制取氧化铬和铝还原氧化铬制得金属铬两道工序,主要工艺流程如图1。
电解法生产一般用碳素铬铁作原料,采用铬铵矾法电解流程如图2。
【专题精练】1.(2021届普洱景东高三期末)铬是用途广泛的金属元素,但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。
(1)还原沉淀法是处理含Cr2O2-7和CrO2-4工业废水的一种常用方法,其工艺流程为:CrO2-4+HI转化−−−→Cr2O2-72+Ⅱ还Fe原−−−→Cr3+-Ⅲ沉淀OH−−−→Cr(OH)3↓其中第Ⅰ步存在平衡:2CrO2-4(黄色)+2H+Cr2O2-7(橙色)+H2O①若平衡体系的pH=0,该溶液显___________色。
②根据2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O,设计如图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。
Na2Cr2O7中铬元素的化合价为___________,图中右侧电极连接电源的___________极,其电极反应式为___________。
③第Ⅱ步反应的离子方程式:___________。
(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火。
若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3。
完成该反应的化学方程式:□CrO3+□C2H5OH+□H2SO4=□Cr2(SO4)3+□CH3COOH+□_______【答案】(1)①橙②+6 正4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O ③6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O (2) 9H2O【解析】(1)①若平衡体系的pH=0,溶液酸性较强,平衡2CrO2-4(黄色)+2H+═Cr2O2-7(橙色)+H2O正向移动,该溶液显橙色,故答案为:橙;②根据2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O,设计如图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。
由化合价代数和为0可知Na2Cr2O7中铬元素的化合价为+6,设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,需要通过电解生成H+提高溶液的酸性,说明在该电极是阳极,连接电源的正极,其电极反应式为4OH ﹣﹣4e ﹣=O 2↑+2H 2O ,故答案为:+6;正;4OH ﹣﹣4e ﹣=O 2↑+2H 2O ;③亚铁离子与Cr 2O 72-发生氧化还原反应,第Ⅱ步反应的离子方程式:6Fe 2++Cr 2O 2-7+14H +=6Fe 3++2Cr 3++7H 2O ,故答案为:6Fe 2++Cr 2O 2-7+14H +=6Fe 3++2Cr 3++7H 2O ;(2)CrO 3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火。
若该过程中乙醇被氧化成乙酸,碳的平均化合价从-2价升高到0,1个乙醇化合价变化4,CrO 3被还原成绿色的硫酸铬[Cr 2(SO 4)3],铬的化合价从+6价降低到+3价,1个CrO 3化合价变化3,两者的最小公倍数是12,再根据原子守恒得4CrO 3+3C 2H 5OH+6H 2SO 4=2Cr 2(SO 4)3+3CH 3COOH+9H 2O ,故答案为:9H 2O 。
2.(2021届荆州高三一检)硒和铬元素都是人体必需的微量元素,请回答下列问题:(1)硒与氧为同主族元素,硒的原子结构示意图为_______。
(2)由硒在周期表中的位置分析判断下列说法不正确的是_______(填标号)A .沸点:222H Se>H S>H OB .热稳性:322PH >H S>H SeC .还原性:2H Se>HBr>HFD .原子半径:Ge>Se>Cl(3)人体内产生的活性氧能加速人体衰老,被称为“生命杀手”,化学家尝试用23Na SeO 及其他富硒物质清除人体内的活性氧,此时23Na SeO 表现出_______性。
(4)+6价铬的化合物毒性较大,用甲醇酸性燃料电池电解处理酸性含铬废水(主要含有2-27Cr O )的原理示意图如下图所示。
①M 极的电极反应式为_______,N 极附近的pH_______(填“变大”或“变小”或“不变”)②写出电解池中2-27Cr O 转化为3+Cr 的离子方程式_______。
③当甲池中消耗甲醇6.4g 时,甲池中N 极区增重_______g ,乙池中两电极的质量差为_______g(已知电解前乙池中两电极质量相同)。
【答案】(1) (2) AB (3) 还原 (4) ① CH 3OH-6e -+H 2O=CO 2+6H + 变大②2-27Cr O +6Fe 2++14H +=2Cr 3++6Fe 3++7H 2O ③ 10.8 33.6 【解析】(1)硒与氧为同主族元素,硒为34号元素,位于第四周期ⅥA 族元素,其原子结构示意图为;(2)A .因水分子间含氢键沸点最大,另两种物质不含氢键,则相对分子质量越大,沸点越高,则沸点为H 2O >H 2Se >H 2S ,选项A 不正确;B .非金属元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性S >P ,所以氢化物的稳定性:PH 3<H 2S ,选项B 不正确;C .非金属性F>Br>Se ,因非金属性越强,其对应阴离子的还原性越弱,则还原性:2H Se>HBr>HF ,选项C 正确;D .同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径Ge>Se>S>Cl , 选项D 正确;答案选AB ;(3) “活性氧”氧化性极强,服用含硒元素(Se )的化合物亚硒酸钠(Na 2SeO 3),能消除人体內的活性氧,表明Na 2SeO 3能将“活性氧”还原,“活性氧”为氧化剂,Na 2SeO 3为还原剂,表现出还原性;(4) ①通入甲醇的M 极为负极,甲醇失电子产生二氧化碳,则负极的电极反应式为CH 3OH-6e -+H 2O=CO 2+6H +;N 极为正极,酸性条件下正极上氧气得电子产生水,使溶液中氢离子浓度减小,pH 变大;②连接N 极即正极的电极为阳极,则左边铁电极上铁失电子产生2+Fe ,将电解池中2-27Cr O 还原转化为3+Cr ,反应的离子方程式为2-27Cr O +6Fe 2++14H +=2Cr 3++6Fe 3++7H 2O ;③当甲池中消耗甲醇6.4g 时,即0.2mol 甲醇,根据M 极电极反应式CH 3OH-6e -+H 2O=CO 2+6H +可知,M 极上消耗0.2mol 甲醇时转移1.2mol 电子,转移的质子为1.2mol ,质量为1.2g ,甲池中N 极区发生电极反应O 2+4e -+4H +=2H 2O ,转移1.2mol 电子消耗0.3mol 氧气,即9.6g ,故总增重9.6g +1.2g =10.8g ,转移电子数为1.2mol ,乙池中左侧电极反应为Fe-2e -=Fe 2+,质量减少0.6mol ⨯56g/mol=33.6g ,右侧电极上氢离子得电子产生氢气,电极质量不变,则两电极的质量差为33.6g 。
3.(2021届信阳高三二检)某种电镀污泥主要含有碲化亚铜()2Cu Te 、三氧化二铬()23Cr O 以及少量的金(Au),可用于制取272Na Cr O 溶液、金属铜和粗碲等,以实现有害废料的资源化利用,工艺流程如下:已知:煅烧时,2Cu Te 发生的反应为:222Cu Te 2O 2CuO TeO +→+(1)Te 元素在元素周期表中的位置为___________,该元素最高化合价___________。
(2)煅烧时,23Cr O 发生反应的化学方程式为___________。
(3)浸出液中除了含有4TeOSO (在电解过程中不反应)外,还含有___________(填化学式)。
电解沉积过程中析出单质铜的电极为___________极。
(4)工业上用重铬酸钠()227Na Cr O 母液生产重铬酸钾()227K Cr O 的工艺流程如图所示:通过冷却结晶能析出大量227K Cr O 的原因是___________。
(5)测定产品中227K Cr O 含量的方法如下:称取试样2.50g 配成250mL 溶液,取25.00mL 置于锥形瓶中,加入足量稀硫酸和几滴指示剂,用()()144220.1000mol L NH Fe SO -⋅标准液进行滴定。
滴定过程中发生反应的离子方程式为___________。
若三次实验消耗()()4422NH Fe SO 标准液的体积平均为25.00mL ,则所得产品中227K Cr O 的纯度为___________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)第五周期ⅥA 族 6+ (2) 232232422Cr O +3O +4Na CO 高温Na CrO +4CO(3) 4CuSO 阴 (4) 低温条件下227K Cr O 的溶解度在整个体系中最小,且227K Cr O 的溶解度随温度的降低而显著减小 (5)2233272Cr O 6Fe 14H 2Cr 6Fe 7H O -++++++=++ 49.0%【解析】(1) 碲元素位于第五周期ⅥA 族,该元素的最高化合价为+6价,故答案为:第五周期ⅥA 族;+6 ;(2)根据工艺流程可知反应物为23Cr O ,纯碱以及空气中的氧气,生成物为二氧化碳和重铬酸钠,则反应方程式为232232422Cr O +3O +4Na CO 高温Na CrO +4CO ;故答案为:232232422Cr O +3O +4Na CO 高温Na CrO +4CO ;(3)因加入了稀硫酸,则浸出液中一定含有硫酸铜,铜离子得到电子转换为铜单质,电解池中阴极得到电子,故答案为:4CuSO ;阴;(4)在低温条件下227K Cr O 的溶解度在整个体系中最小,且227K Cr O 的溶解度随温度的降低而显著减小,故答案为:低温条件下227K Cr O 的溶解度在整个体系中最小,且227K Cr O 的溶解度随温度的降低而显著减小;(5)重铬酸根与氢离子、二价铁离子反应经配平后可得离子方程式为2233272Cr O 6Fe 14H 2Cr 6Fe 7H O -++++++=++,根据方程式可得出重铬酸根与亚铁离子反应为1:6反应,消耗()()144220.1000mol L NH Fe SO -⋅的体积为25ml ,且实验取配置溶液的十分之一进行反应,则该样品的质量分数:227227-3K Cr O K Cr O m 0.12510610294ω==100%=49%m 2.50⨯⨯÷⨯⨯⨯样;故答案为:2227Cr O 6Fe -++33214H 2Cr 6Fe 7H O ++++=++;49.0%。