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(13分)铬酸铅俗称铬黄,不溶于水。广泛用于涂料、油墨、漆布、塑料和文教用品等工业。实验室模拟工业上用铬污泥(含有Cr2O3、Fe2O3、Al2O3、SiO2等)制备铬黄的工艺流程如下:

(1)操作a的名称为 。

(2)在浸取过程中浓盐酸与Fe2O3的离子方程式 。

(3)写出加入30%H2O2过程中发生的离子反应方程式: 。

(4)加入Pb(NO3)2沉淀CrO42-时,检验沉淀是否完全的方法是 。

(5)在废液中加入10%明矾溶液发生反应的离子方程式为 。

(6)由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍.因此,必须对含铬的废水进行处理,将含Cr2O72-的酸性废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。

①请分析电解过程中溶液pH不断上升的原因 。

②当电路中通过3mol电子时,理论上可还原的Cr2O72-的物质的量为 mol。

(1)过滤(1分)

(2)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;(2分)

(3)2CrO2—+ 3H2O2+2OH-=2 CrO42-+ 4H2O;(2分)

(4)取上层清液,向其中再加入Pb(NO3)2溶液,若无沉淀产生,证明沉淀完全,否则未沉淀完全;(2分)

(5)SO42-+Pb2+=PbSO4↓;(2分)

(6)①电解时阴极消耗氢离子,亚铁离子还原Cr2O72-也消耗氢离子,所以pH不断上升;(2分)

②0.25(2分)

【解析】

试题分析:(1)因为二氧化硅不与浓盐酸反应,所以过滤除去,则操作a的名称是过滤;

(2)氧化铁与浓盐酸反应生成氯化铁和水,离子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;

(3)加入过氧化氢的目的是把CrO2—氧化为CrO42-,则过氧化氢被还原为水,反应的离子方程式为2CrO2—+ 3H2O2+2OH-=2 CrO42-+ 4H2O;

(4)加入Pb(NO3)2沉淀CrO42-时,生成黄色铬酸铅沉淀,则检验沉淀是否完全的方法是,取上层清液,向其中再加入Pb(NO3)2溶液,若无沉淀产生,证明沉淀完全,否则未沉淀完全;

(5)加入明矾可与溶液中的铅离子反应生成硫酸铅沉淀,离子方程式是SO42-+Pb2+=PbSO4↓;

(6)①阴极发生2H++2e-==H2↑,消耗氢离子,氢离子浓度降低;同时阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成Fe3+和Cr3+和水,也消耗氢离子,所以溶液的pH不断上升;

②当电路中通过3mol电子时,Fe失去2个电子生成Fe2+,可生成1.5mol Fe2+;Cr2O72-中Cr元素的化合价从+6价降低到+3价,Fe元素的化合价从+2价升高到+3价,失去1.5mol电子,设可还原的Cr2O72-的物质的量为x,根据得失电子守恒,则Cr2O72-得到电子的物质的量是1.5mol,所以2x×3=1.5mol,所以x=0.25mol。

考点:考查工艺流程的分析,离子方程式的书写,氧化还原反应的计算

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