Question

某化学兴趣小组设计如下流程，从酸性工业废液（含H^＋、Al^3＋、Mg^2＋、Cr^3＋、SO₄^2－）中提取铬。

有关数据如下表：

回答下列问题：

（1）步骤①所得滤液可用于制取MgSO₄·7H₂O，酸性工业废液中加入适量氧化铝的作用是       。

（2）若酸性废液中c(Mg²⁺)＝0.lmol.L^-l， 为达到步骤①的实验目的，则废液的pH应保持在   范围（保留小数点后l位）。

（3）步骤②中生成NaCrO₂的离子方程式为                          。

（4）步骤④中反应的离子方程式为                                   。

（5）步骤⑤在空气中充分灼烧的目的是     ，可选用的装置是        （填序号）。

（6）用如图所示装置制取铬酸钠(Na₂CrO₄)，回答相关问题。

①a是电源的____极，阳极的电极反应式为________。

②若电解一段时间后阴极收集到标准状况下的气体3.36 L，则理论上可制得      g铬酸钠(忽略反应2CrO₄^2-(aq) + 2H⁺(aq)Cr₂O₇^2-(aq)+ H₂O（1）的影响）

Answer

（1）调节溶液的pH（2分） （2）（5.3，6.5）（2分）

（3）Cr(OH)3 + OH-＝CrO2 - + 2H2O（2分）

（4）7H2O + 4CrO42- + 6S＝4Cr(OH)3↓+3S2O32- + 2OH-（2分）

（5）使Cr(OH)3完全转化为Cr2O3（1分） D（1分）

（6）①负极（1分） Cr -6e- + 8OH-＝CrO42- + 4H2O （2分） ②8.1g（2分）

【解析】

试题分析：（1）氧化铝能与酸反应，所以酸性工业废液中加入适量氧化铝的作用是调节溶液的pH。

（2）滤渣A中含有氢氧化铝和氢氧化铬，不能含有氢氧化镁，所以根据表中数据可知若酸性废液中c(Mg2+) ＝0.lmol/L，则氢氧化镁开始沉淀时需要的氢氧根浓度是,则pH＝6.5，所以为达到步骤①的实验目的，则废液的pH应保持在（5.3，6.5）范围。

（3）根据氢氧化铝与氢氧化钠反应的原理可知步骤②中生成NaCrO2的离子方程式为Cr(OH)3 + OH-＝CrO2 - + 2H2O。

（4）根据流程图可判断步骤④是铬酸根氧化单质S，因此其中反应的离子方程式为7H2O + 4CrO42- + 6S＝4Cr(OH)3↓+3S2O32- + 2OH-。

（5）步骤⑤的生成物是三氧化二铬，所以在空气中充分灼烧的目的是使Cr(OH)3完全转化为Cr2O3；固体灼烧需要坩埚，则可选用的装置是D。

（6）用如图所示装置制取铬酸钠(Na2CrO4)，回答相关问题。

①要用如图所示装置制取铬酸钠，则电极Cr必须是阳极，所以a是电源的负极，Cr是阳极，则阳极的电极反应式为Cr -6e- + 8OH-＝CrO42- + 4H2O。

②若电解一段时间后阴极收集到标准状况下的气体3.36 L，该气体是氢气，物质的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，转移0.15mol×2＝0.3mol电子，则根据电子得失守恒可知理论上可制得铬酸钠的质量是。

【考点定位】本题主要是考查物质制备工艺流程图的有关分析与判断

【名师点晴】工艺流程题解题方法与策略

1、制备型工艺流程题

（1）明确题目目的是制取什么物质，从题干或问题中获取有用信息，了解产品的性质。善于从基本概念和反应原理的角度分析流程图试题中的元素及化合物知识，善于从质量守恒原理的角度分析未知物质，寻找解题的突破口。箭头进入的是投料(反应物)，箭尾是生成物。

（2）注意制备过程中所需的原料和条件的控制以及物质分离方法的选择。读懂流程图，写出主要的化学反应方程式或制备原理。

（3）要解决一个物质的制备、合成等实际的化学问题往往从成本角度、环保角度、现实角度等多角度考虑。

2、化学工艺流程常涉及的化学反应原理有：

（1）沉淀溶解平衡的相关应用：①沉淀的最小浓度控制；②沉淀转化的条件。

（2）反应速率及化学平衡理论在实际生产中的应用：

①反应速率控制；②化学平衡移动；③化学平衡常数的应用；④反应条件的控制。

（3）氧化还原反应的具体应用：①强弱规律；②守恒规律；③选择规律。

（4）盐类水解的具体应用：①水解规律；②水解反应的控制(抑制或促进)。

3、实验技术类

无机化工类实验题主要以无机化工流程图为载体，联系中学化学中基本实验方法，如装置气密性检查，混合物分离、提纯和检验以及产品收集与尾气处理等。无机化工实验题的命题热点主要有：

（1）金属冶炼类，如冶炼铁、铜、锰和钨等金属，联系产品纯度测定、冶炼条件控制以及混合物分离和提纯等。

（2）中学重要化工产品的制备，如胆矾、绿矾、明矾、氧化铜、硝酸铜和碳酸钙等物质的制备。

（3）模拟化工原理，设计实验。如探究接触法制硫酸、合成氨、氨催化氧化法制硝酸和硅的精炼等原理。