Question

工业上常用铬铁矿（有效成份为FeO·Cr 2 O 3 ，主要杂质为SiO 2 、Al 2 O 3 ）为原料生产重铬酸钾（K 2 C

工业上常用铬铁矿（有效成份为FeO·Cr 2 O 3 ，主要杂质为SiO 2 、Al 2 O 3 ）为原料生产重铬酸钾（K 2 Cr 2 O 7 ），实验室模拟工业法用铬铁矿制重铬酸钾的主要工艺流程如下图，涉及的主要反应是：6FeO·Cr 2 O 3 ＋24NaOH＋7KClO 3 =12Na 2 CrO 4 ＋3Fe 2 O 3 ＋7KCl＋12H 2 O，试回答下列问题： （1）⑤中溶液金属阳离子的检验方法是 。（2）步骤③被沉淀的离子为（填离子符号） 。（3）在反应器①中，二氧化硅与纯碱反应的化学方程式为： 。（4）烟道气中的CO 2 可与H 2 合成甲醇。CH 3 OH、H 2 的燃烧热分别为：ΔH=－725.5 kJ/mol、ΔH=－285.8 kJ/mol，写出工业上以CO 2 、H 2 合成CH 3 OH的热化学方程式： 。（5）2011年云南曲靖的铬污染事件，说明含铬废渣（废水）的随意排放对人类生存环境有极大的危害。电解法是处理铬污染的一种方法，金属铁作阳极、石墨作阴极电解含Cr 2 O 7 2 - 的酸性废水，一段时间后产生Fe(OH) 3 和Cr(OH) 3 沉淀。①写出电解法处理废水的总反应的离子方程式 。②已知Cr(OH) 3 的K sp =6.3×10 –31 ，若地表水铬含量最高限值是0.1 mg/L，要使溶液中c(Cr 3+ )降到符合地表水限值，须调节溶液的c(OH - )≥ mol/L（只写计算表达式）。

Answer 1

（1）焰色反应 ；（2）SiO 3 2 - 、AlO 2 - ； （3）Na 2 CO 3 ＋SiO 2 Na 2 SiO 3 ＋CO 2 ↑； （4）CO 2 (g)＋3H 2 (g) = CH 3 OH(l)＋H 2 O(l) ΔH=－131.9 kJ/mol； （5）① 6Fe＋Cr 2 O 7 2- ＋2H + ＋17H 2 O = 6Fe(OH) 3 ↓＋2Cr(OH) 3 ↓＋6H 2 ↑； ② （或 或 ；）

试题分析：（1）⑤中溶液金属阳离子K + 的检验方法是用焰色反应来检验。具体是取光洁无绣的铁丝或Pt丝，用盐酸洗涤后在酒精灯的火焰上灼烧，待跟火焰颜色相同时蘸取待测液，在火焰上灼烧，并透过蓝色Co玻璃来观察火焰的颜色。若呈现紫色，就证明含有K + 。（2）铬铁矿粉碎后加入NaOH、Na 2 CO 3 等碱性物质，SiO 2 、Al 2 O 3 发生反应变为Na 2 SiO 3 、AlO 2 －。当调节溶液的pH在7～8时，就转化为H 2 SiO 3 、Al(OH) 3 沉淀。因此步骤③被沉淀的离子为SiO 3 2 - 、AlO 2 - ；（3）在反应器①中，二氧化硅与纯碱反应的化学方程式为：Na 2 CO 3 ＋SiO 2 Na 2 SiO 3 ＋CO 2 ↑。(4)CH 3 OH、H 2 的燃烧的热化学方程式为：① CH 3 OH(l)+3/2O 2 (g)=CO 2 (g)+2H 2 O(l)  ΔH=－725.5 kJ/mol ; ②H 2 (g)+ 1/2O 2 (g)=H 2 O(l)  ΔH=－285.8 kJ/mol. ②×3－①。整理可得CO 2 (g)＋3H 2 (g) = CH 3 OH(l)＋H 2 O(l) ΔH=－131.9 kJ/mol；（5）①根据电子守恒、电荷守恒及质量守恒定律可得电解含Cr 2 O 7 2 - 的酸性废水的总反应的离子方程式为：6Fe＋Cr 2 O 7 2- ＋2H + ＋17H 2 O = 6Fe(OH) 3 ↓＋2Cr(OH) 3 ↓＋6H 2 ↑；②若地表水铬含量最高限值是0.1 mg/L ，c(Cr 3+ ) =1×10 -4 g÷52g/mol/L= ×10 -4 mol/L .Cr(OH) 3 的K sp =6.3×10 –31 ，即c(Cr 3+ )·c 3 (OH-)≥6.3×10 –31 ; c 3 (OH-)≥6.3×10 –31 ÷ ×10 -4 =6.3×52×10 -27 .所以c(OH-)= .