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(2013•武汉模拟)重铬酸盐广泛用作氧化剂、皮革制作等.以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如图1:请回答下列问题:(1)写出Cr2O3在高溫焙
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(2013•武汉模拟)重铬酸盐广泛用作氧化剂、皮革制作等.以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如图1:
请回答下列问题:
(1)写出Cr2O3在高溫焙烧时反应的化学方程式
(2)写出硫酸酸化使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的离子方程式______.
(3)某工厂采用石墨电极电解Na2CrO4溶液,实 现了 Na2CrO4到Na2Cr2O7的转化,其原理如图2所示.
①钠离子交换膜的一种材料是聚丙烯酸钠,聚丙烯酸钠单体的结构简式是______;
②写出阳极的电极反应式______
(4)Na2Cr2O7可用于测定废水的化学耗氧量(即C0D,指每升水样中还原性物质被氧化 所需要O2的质量).现有某水样100.00mL,酸化后加入c1mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1mL,使水中的还原性物质完全被氧化(Cr2O
还原为Cr3+);再用4mol/L的FeSO4溶液滴定剩 余的Cr2O
,结果消耗FeSO4溶液V2mL.
①该水样的COD为______mg/L;
②假设上述反应后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物质的量浓度均为0.1mol/L,要使Fe3+沉 淀完全而Cr3+还未开始沉淀.则需调节溶液pH的范围是______.
(可能用到的数据:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31,lg
=-0.1,lg
=0.2,lg
=0.3,lg
=0.6)
请回答下列问题:
(1)写出Cr2O3在高溫焙烧时反应的化学方程式
2Cr2O3+4Na2CO3+3O2
4Na2CrO4+4CO2
| ||
2Cr2O3+4Na2CO3+3O2
4Na2CrO4+4CO2
| ||
(2)写出硫酸酸化使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的离子方程式______.
(3)某工厂采用石墨电极电解Na2CrO4溶液,实 现了 Na2CrO4到Na2Cr2O7的转化,其原理如图2所示.
①钠离子交换膜的一种材料是聚丙烯酸钠,聚丙烯酸钠单体的结构简式是______;
②写出阳极的电极反应式______
(4)Na2Cr2O7可用于测定废水的化学耗氧量(即C0D,指每升水样中还原性物质被氧化 所需要O2的质量).现有某水样100.00mL,酸化后加入c1mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1mL,使水中的还原性物质完全被氧化(Cr2O
2− 7 |
2− 7 |
①该水样的COD为______mg/L;
②假设上述反应后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物质的量浓度均为0.1mol/L,要使Fe3+沉 淀完全而Cr3+还未开始沉淀.则需调节溶液pH的范围是______.
(可能用到的数据:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31,lg
3 | 0.4 |
3 | 4 |
3 | 6 |
3 | 60 |
▼优质解答
答案和解析
(1)由图示可知Cr2O3在高温焙烧时生成Na2CrO4,发生氧化还原反应,反应的化学方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O2
4Na2CrO4+4CO2,
故答案为:2Cr2O3+4Na2CO3+3O2
4Na2CrO4+4CO2;
(2)在酸性环境下,CrO42-转化为Cr2O72-,在酸性环境下,CrO42-转化为Cr2O72-,即2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,
故答案为:2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O;
(3))①依据聚丙烯酸钠是加成聚合反应生成,单体为丙烯酸钠,结构简式为CH2=CHCOONa,故答案为:CH2=CHCOONa;
②石墨电极电解Na2CrO4溶液,实现了Na2CrO4到Na2Cr2O7的转化,电解池中阳极是溶液中氢氧根离子失电子生成氧气,阴极是CrO42-得到电子生成Cr2O72-,阳极电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,
故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(4)①现有某水样100.00mL,酸化后加入c1mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1mL,使水中的还原性物质完全被氧化(Cr2O72-还原为Cr3+);再用4mol/L的FeSO4溶液滴定剩 余的Cr2O72-,结果消耗FeSO4溶液V2mL,废水与K2Cr2O7溶液发生氧化还原反应,再用Fe2+把多余的Cr2O72-反应:
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,
1 6
n 4mol/L×V2×10-3L
n=
V2×10-3mol
则100ml废水中,与废水反应反应的K2Cr2O7的物质的量=加入的K2Cr2O7的物质的量-与Fe2+反应的K2Cr2O7的物质的量=c1mol/L×V1×10-3L-
V2×10-3mol,
1L废水水样中被还原的K2Cr2O7的物质的量=(c1V1-
V2)×10-2mol
利用2K2Cr2O7~3O2可求出废水中化学耗氧量即COD,
2K2Cr2O7~3O2
2 3×32
(c1V1-
V2)×10-2mol m
m=(48c1V1-32V2)×10-2g=(480c1V1-320V2)mg,该水样的COD为(480c1V1-320V2)mg/L,
故答案为:(480c1V1-320V2);
②反应后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物质的量浓度均为0.1mol/L,要使Fe3+沉 淀完全而Cr3+还未开始沉淀,需要c(Fe3+)=10-5mol/l时铁离子沉淀完全,由溶度积常数Ksp=c(Fe3+)c3(OH-),c3(OH-)=
=4.0×10-33 ,c(OH-)=
×10-11mol/L,c(H+)=
| ||
故答案为:2Cr2O3+4Na2CO3+3O2
| ||
(2)在酸性环境下,CrO42-转化为Cr2O72-,在酸性环境下,CrO42-转化为Cr2O72-,即2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O,
故答案为:2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O;
(3))①依据聚丙烯酸钠是加成聚合反应生成,单体为丙烯酸钠,结构简式为CH2=CHCOONa,故答案为:CH2=CHCOONa;
②石墨电极电解Na2CrO4溶液,实现了Na2CrO4到Na2Cr2O7的转化,电解池中阳极是溶液中氢氧根离子失电子生成氧气,阴极是CrO42-得到电子生成Cr2O72-,阳极电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,
故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
(4)①现有某水样100.00mL,酸化后加入c1mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1mL,使水中的还原性物质完全被氧化(Cr2O72-还原为Cr3+);再用4mol/L的FeSO4溶液滴定剩 余的Cr2O72-,结果消耗FeSO4溶液V2mL,废水与K2Cr2O7溶液发生氧化还原反应,再用Fe2+把多余的Cr2O72-反应:
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,
1 6
n 4mol/L×V2×10-3L
n=
2 |
3 |
则100ml废水中,与废水反应反应的K2Cr2O7的物质的量=加入的K2Cr2O7的物质的量-与Fe2+反应的K2Cr2O7的物质的量=c1mol/L×V1×10-3L-
2 |
3 |
1L废水水样中被还原的K2Cr2O7的物质的量=(c1V1-
2 |
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利用2K2Cr2O7~3O2可求出废水中化学耗氧量即COD,
2K2Cr2O7~3O2
2 3×32
(c1V1-
2 |
3 |
m=(48c1V1-32V2)×10-2g=(480c1V1-320V2)mg,该水样的COD为(480c1V1-320V2)mg/L,
故答案为:(480c1V1-320V2);
②反应后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物质的量浓度均为0.1mol/L,要使Fe3+沉 淀完全而Cr3+还未开始沉淀,需要c(Fe3+)=10-5mol/l时铁离子沉淀完全,由溶度积常数Ksp=c(Fe3+)c3(OH-),c3(OH-)=
4.0×10−38 |
1×10−5 |
3 | 4 |
10−14 | ||
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