【科目】化学
重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下:
请回答:
19.已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价,则Fe(CrO2)2中铁元素是 价。
20.化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成 。
21.煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4,反应化学方程式如下:
4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O22Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是 。
22.已知CrO42—在不同的酸性溶液中有不同的反应,如:
2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O; 3CrO42- + 4H+ Cr3O102- + 2H2O
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是 。
②混合溶液乙中溶质的化学式是 。
23.+3、+6价铬都有很强的毒性,+6价铬的毒性更高,可诱发肺癌和鼻咽癌,所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72—必须除去。工业上可用电解法来处理含Cr2O72—的废水,下图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。通电后,Cr2O72—在b极附近转变为Cr3+,一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr( OH)3沉淀而被除去。
a电极的电极反应式是 ,
b电极附近反应的离子方程式是 。
26.某同学设计了以下操作流程来除去混在氯化钠固体中的少量硫酸钠和氯化钙。
(1)试剂A是_________,试剂A需要过量的原因是_______________________。
(2)操作a得到的滤渣的成分是_______________________,在实验室中进行操作a需要的仪器是:铁架台(带铁圈)、滤纸、烧杯、_________、_________。
(3)加入试剂C调节滤液pH的离子反应方程式是_____________________。
(4)该同学想利用上述得到的氯化钠设计一套实验装置来电解饱和食盐水,并检验氯气的氧化性和测定所产生的氢气的体积,部分装置如下图:
① 碳棒接直流电源的_______极; 铁棒上发生的电极反应为_____________。
② 说明氯气具有氧化性的实验现象是____________________。
③ 将上图中的仪器,连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺(填编号)是B接_______,_______接_______。在答题卡的方框中画出与A接口连接的仪器的装置图。
28.互为同分异构体的有机物A、B、C的分子式均为C5H8O2,其中A为直链结构,加热时能与新制的氢氧化铜浊液反应,生成砖红色物质;A分子中核磁共振氢谱图中有三组峰,且峰面积之比为2:1:1。B为五元环酯。C的红外光谱表明其分子中存在甲基。A~I等有机物的转化关系如下:
已知:烯烃在一定条件下可与卤素单质发生a—H原子的取代反应。
(1)A、B的结构简式分别是:A___________,B___________。
(2)C为反式结构,其结构式为_____________________。
(3)写出下列反应的化学方程式;
D→C:___________________________。
G→H:___________________________。
(4)写出下列反应类型:
F→G_____________,
A→I中的①_____________。
(5)写出F发生加聚反应生成的产物的结构简式____________。
(6)与A的官能团组成和个数均相同的同分异构体还有________个。
6.常温下,关于pH = 2的盐酸,下列说法不正确的是( )
+2
:Fe(CrO2)2中,氧元素的化合价是-2价,总的负价是-8价,铬元素的化合价是+3价,2个铬原子化合价是+6价,所以铁元素化合价是+2价,
故答案为:+2
根据正负总化合价之和相等进行分析;
重铬酸钠的制取原理及除杂方法,涉及了电极知识的应用
FeO·Cr2O3
:Fe(CrO2)2 中铁元素化合价是+2价,氧化物为FeO,铬元素化合价+3价,氧化物为Cr2O3,所以Fe(CrO2)2写成氧化物形式为FeO•Cr2O3,故答案为:FeO•Cr2O3 ;
类比Na2SiO3可写成Na2O•SiO2完成Fe(CrO2)2的氧化物的形式;
重铬酸钠的制取原理及除杂方法,涉及了电极知识的应用
粉碎矿石,升高温度。
: 增大反应物接触面积可以加快反应速率,升高温度可以大大加快反应速率,
故答案为:粉碎矿石、升高温度;
根据影响化学反应速率的因素分析;
重铬酸钠的制取原理及除杂方法,涉及了电极知识的应用
① 少量不能除尽Na2CO3等杂质,过量会生成Na2Cr3O10等副产物。
:①由于少量难以除尽碳酸钠,过量会发生反应3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O,生成了Na2Cr3O10等副产物,所以必须加入适量硫酸,故答案为:少量不能除尽Na2CO3等杂质,过量会生成Na2Cr3O10等副产物;②由于发生了反应2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O,生成了Na2Cr2O7和Na2SO4,所以乙中溶质的化学式Na2Cr2O7和Na2SO4,故答案为:Na2Cr2O7和Na2SO4
①固体图示及题中信息可知,少量不能除尽Na2CO3等杂质,过量会生成Na2Cr3O10等副产物;②发生了反应2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O,生成了Na2Cr2O7和Na2SO4;
重铬酸钠的制取原理及除杂方法,涉及了电极知识的应用
2H+ + 2e- = H2↑,Cr2O + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
:根据电解槽图示可知,a为阴极,溶液显示酸性,溶液中氢离子得到电子,发生还原反应,电极反应为:2H++2e-=H2↑,
b为阳极,铁失去电子生成亚铁离子,亚铁离子被Cr2O72-氧化成铁离子,反应的方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,
故答案为:2H++2e-=H2↑,Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
a连接电源负极,所以a为阴极;b连接电源正极,所以b为电解槽的阳极;阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应.
重铬酸钠的制取原理及除杂方法,涉及了电极知识的应用