Question

【題目】金屬鉻(Cr)的本意是顏色，因為它的化合物或離子都有美麗的顏色。下表是幾種常見含鉻的離子水溶液的顏色：

離子	Cr2O72-	Cr(OH)4	Cr3+	CrO42-	Cr2+
顏色	橙色	綠色	藍紫色	黃色	藍色

(1)鉻鐵礦的主要成分是Fe(CrO2)2，該物質中三種元素的化合價均為整數，則Cr的化合價是_____________。

(2)向Na2CrO4溶液中加入濃鹽酸，溶液會變為藍紫色并有黃綠色氣體產生，則氧化劑和還原劑的物質的量之比為_____________。

(3)向Na2Cr2O7溶液中加入濃NaOH溶液，會變成黃色，請解釋原因(用離子方程式和必要的文字說明)_____________________________________________。

(4)工業上以鉻鐵礦[主要成分為Fe(CrO2)2,含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質]為主要原料，生產重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O7·2H2O)。主要工藝流程如下：

①濾渣的成分是_____________(寫化學式)

②寫出煅燒過程中，所發生的非氧化還原反應的化學方程式(任寫一個)______________________。

③煅燒過程中，所發生的氧化還原反應如下：(其中浸出液顯黃色),請完成下面化學方程式并配平。

□Fe(CrO2)2+□Na2CO3+□O2=□_________+□Fe2O3+□CO2

④工業上在重鉻酸鈉溶液中加入適量稀硫酸，用石墨作電極電解生產金屬鉻，陰極的電極反應式為__________________。

Answer 1

【答案】 +3 1∶3 NaCr2O7溶液中存在Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H，c(OH-)增大平衡正向移動，從而使溶液中c(CrO42-)增大，溶液顯黃色 Al(OH)3 H2SiO3 Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑或Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2 Cr2O72-+12e-+14H+=2Cr+7H2O

【解析】(1)鉻鐵礦的主要成分是Fe(CrO2)2，鐵有+2 +3價，該物質中三種元素的化合價均為整數，所以則Cr的化合價是+3價。

(2)由已知向Na2CrO4溶液中加入濃鹽酸，溶液會變為藍紫色并有黃綠色氣體產生，知

2CrO42-+ 16H++ 6Cl_= Cr3++ 3Cl2+ 8H2O所以氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶3。

(3)向Na2Cr2O7溶液為橙色，加入濃NaOH溶液，會變成黃色的CrO42-。沒有化合價發生變化，所以發生水解反應，方程式為：Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H，c(OH-)增大平衡正向移動，從而使溶液中c(CrO42-)增大，溶液顯黃色 。

（4）鉻鐵礦的主要成分為Fe(CrO2)2,含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等雜質，加純堿煅燒發生的反應為SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑

(3)4Fe(CrO2)2＋7O2＋8Na2CO32Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2

水浸過濾后濾液再通CO2的產物為Al(OH)3 H2SiO3，所以①濾渣的成分是Al(OH)3 H2SiO3。

②煅燒過程中，所發生的非氧化還原反應的化學方程式Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑或Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ 。

③煅燒過程中發生□Fe(CrO2)2+□Na2CO3+□O2=□____+□Fe2O3+□CO2,屬于氧化還原反應，根據電子守恒進行配平為：4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO38Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2

④工業上在重鉻酸鈉溶液中加入適量稀硫酸，用石墨作電極電解生產金屬鉻，知Na2Cr2O7 Cr發生還原反應做陰極，陰極的電極反應式為Cr2O72-+12e-+14H+=2Cr+7H2O。