Question

元素铬(Cr)在自然界主要以+3价和+6价存在。

（1）+6价的Cr能引起细胞的突变而对人体不利，可用亚硫酸钠将其还原。离子反应方程式为：3SO₃^2－+Cr₂O₇^2－+8H⁺===2Cr³⁺+3SO₄^2－+4H₂O，该反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________。

（2）工业上利用铬铁矿( FeO. Cr₂O₃)冶炼铬的工艺流程如图所示：

①为加快焙烧速率和提高原料的利用率，可采取的措施之一是___________。

②水浸Ⅰ要获得浸出液的操作是___________。

③浸出液的主要成分为Na₂CrO₄，加入Na₂S反应后有Na₂SO₄生成，则操作Ⅱ发生反应的离子方程式为___________。

（3）常温下Cr(OH)₃的溶度积K_sp=1×10^－32，若要使Cr³⁺完全沉淀pH为___________[c(Cr³⁺)降至10^－5mol·L^－1可认为完全沉淀]。

（4）以铬酸钠(Na₂CrO₄)为原料，用电化学法可制备重铬酸钠(Na₂Cr₂O₇)，实验装置如图所示(已知：2CrO₄^2－+2H⁺=Cr₂O₇^2－+H₂O)。

①阳极的电极反应式为___________。

②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na⁺物质的量由amol变为bmol，则生成重铬酸钠的物质的量为___________mol。

Answer

1︰3 将铬铁矿粉碎(或其他合理措施) 过滤 8CrO42-＋3S2－＋20H2O===8Cr(OH)3↓＋3SO42-＋16OH－ 5（或≥5） 2H2O﹣4e－===O2↑＋4H＋（或4OH－﹣4e－===O2↑＋2H2O） （a-b）/2

【解析】

（1）还原剂为SO32－，氧化剂为Cr2O72－，由方程式的计量数得出物质的量之比。

（2）①根据影响化学反应速率的因素之一即物质的表面积大小来回答；

②可用过滤分离固体和液体，水浸Ⅰ要获得浸出液的操作是过滤；

③Na2CrO4将Na2S氧化成Na2SO4，由电子守恒和质量守恒写出反应的离子方程式；

（3）结合溶度积计算；

（4）根据电解原理及反应方程式计算。

（1）还原剂为SO32－，氧化剂为Cr2O72－，由离子反应方程式为：3SO32－+Cr2O72－+8H+===2Cr3++3SO42－+4H2O，该反应氧化剂和还原剂的物质的量之比为1︰3；

（2）①影响化学反应速率的因素有：固体物质的表面积、加热焙烧等，则可采取的措施是：将铬铁矿粉碎(或其他合理措施) 。

②可用过滤分离固体和液体，水浸Ⅰ要获得浸出液的操作是过滤；

③Na2CrO4将Na2S氧化成Na2SO4，由电子守恒和质量守恒得操作Ⅱ发生反应的离子方程式为：8CrO42-＋3S2－＋20H2O===8Cr(OH)3↓＋3SO42-＋16OH－

（3）KspCr（OH）3=c（Cr3＋）×c3（OH－），若c（Cr3＋）=10-5mol·L－1时，c（OH－）= mol·L－1=10-9mol·L－1，常温时c（H＋）=10-5mol·L－1，pH=5（或≥5）；

（4）①电解池中阳极发生氧化反应，电极反应式为4OH－-4e－=2H2O+O2↑，故答案为2H2O﹣4e－===O2↑＋4H＋（或4OH－﹣4e－===O2↑＋2H2O）；

②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na＋物质的量由a mol变为b mol，则溶液中移动的电荷为（a-b）mol，所以外电路中转移的电子为（a-b）mol，阳极的电极反应为：2H2O-4e－=O2+4H＋，则阳极生成的氢离子为（a-b）mol，已知：2CrO42－+2H＋=Cr2O72－+H2O，所以阳极消耗的CrO42－为（a-b）mol，则生成重铬酸钠的物质的量为（a-b）/2mol。