Question

重鉻酸鈉俗稱紅礬鈉（Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的化工產(chǎn)品和強(qiáng)氧化劑。工業(yè)上通過煅燒鉻鐵礦制取，其反應(yīng)如下：

反應(yīng)Ⅰ 4Fe(CrO₂)₂+8Na₂CO₃+7O₂→ 2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂

反應(yīng)Ⅱ 2CrO₄^2- + 2H⁺ → Cr₂O₇^2- + H₂O

反應(yīng)Ⅲ 3CrO₄^2- + 4H⁺ →Cr₃O₁₀^2- + 2H₂O（副反應(yīng)）

上述反應(yīng)中不屬于氧化還原反應(yīng)有        個。已知Fe(CrO₂)₂中鉻元素是+3價，關(guān)于反應(yīng)Ⅰ的下列說法中正確的是        。

a．被氧化的元素只有+3的Cr，被還原的元素只有0價的O

b．氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4:7

c．每生成1molCO₂，轉(zhuǎn)移3.5mol電子

d．每摩爾+3的Cr能還原0.75mol氧氣

+6價鉻的毒性很強(qiáng)，制取紅礬鈉后的廢水中含有的Cr₂O₇^2－，可以用綠礬除去。測得反應(yīng)后的溶液中含Cr³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、H⁺等陽離子。寫出該反應(yīng)的離子方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：                                                         。

某廠廢水中含1.00×10^?3mol/L的Cr₂O₇^2－，其毒性較大。某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶，將廢水處理得到磁性材料Cr₀.₅Fe₁.₅FeO₄ (Cr的化合價為+3，F(xiàn)e的化合價依次為+3、+2)。欲使1L該廢水中的Cr₂O₇^2－完全轉(zhuǎn)化為Cr_0.5Fe_1.5FeO₄。理論上需要加入             g FeSO₄·7H₂O。

 

Answer 1

【答案】

2 （1分）  c d  （2分）

  2.78克（2分）

【解析】

試題分析：（1）凡是有元素化合價升降的反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，據(jù)此可知，只有反應(yīng)Ⅰ是氧化還原反應(yīng)，其余2個都不是的。Fe(CrO₂)₂中鉻元素是+3價，則鐵元素的化合價是＋2價，反應(yīng)后鐵元素的化合價升高到＋3價，Cr元素的化合價升高到＋6價，所以被氧化的元素有鐵和Cr，a不正確；氧氣得到電子，所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為7:4，b不正確；根據(jù)方程式可知，每生成8molCO₂，轉(zhuǎn)移7mol×4＝28mol電子，所以每生成1molCO₂，轉(zhuǎn)移28mol÷8＝3.5mol電子，c正確；Cr的化合價從＋3價升高到＋6價，失去3個電子，氧氣得到4個電子，所以每摩爾+3的Cr能還原3mol÷4＝0.75mol氧氣，d正確，答案選cd。

（2）有Cr³⁺、Fe³⁺生成，說明Cr₂O₇^2－是氧化劑，綠礬是還原劑，則反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

（3）根據(jù)化合物中正負(fù)價代數(shù)和0可知，Cr_0.5Fe_1.5FeO₄，＋3價和＋2價鐵的個數(shù)之比是3:2。1L該廢水中的Cr₂O₇^2－的物質(zhì)的量是1.00×10^?3mol，可以生成4.00×10^?3mol Cr_0.5Fe_1.5FeO₄，所以根據(jù)鐵原子守恒可知，需要綠礬的物質(zhì)的量是4.00×10^?3mol×2.5，其質(zhì)量是1.00×10^?2mol×278g/mol＝2.78g。

考點：考查氧化還原反應(yīng)的判斷、表示和計算

點評：該題以廢水中重鉻酸鈉的凈化為載體，主要是考查學(xué)生對氧化還原反應(yīng)概念、判斷、表示以及有關(guān)計算的熟悉了解程度，旨在考查學(xué)生靈活運用基礎(chǔ)知識解決實際問題的能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和發(fā)散思維能力，提高學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識和應(yīng)試能力。