Question

2012年4月15日，央视曝光河北一药用胶囊厂用皮革废料所生产的明胶作原料．这些企业用生石灰处理皮革废料进行脱色漂白和清洗，随后熬制熬成工业明胶，卖给浙江新昌县药用胶囊生产企业，最终流向药品企业，进入消费者腹中．记者调查发现9家药厂的13个批次药品所用胶囊重金属铬含量超标．重铬酸钠俗称红矾钠（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）是重要的化工产品和强氧化剂．工业制备的流程如下：
（1）已知Fe（CrO₂）₂ 中铬元素是+3价，则Fe（CrO₂）₂ 中铁元素是

 

 价．
（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na₂SiO₃ 可写成Na₂O?SiO₂，则Fe（CrO₂ ）₂ 可写成

 

． 
（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe（CrO₂）₂  生成可溶于水的Na₂CrO₄，反应化学方程式如下：Fe（CrO₂）₂+8Na₂CO₃+7O₂=2Fe₂O₂+8Na₂Cr₄+8CO₂ 为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是

 

 （写出一条即可）． 
（4）已知CrO₄^2-在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O； 3CrO₄^2-+4H⁺=Cr₃O₁₀^2-+2H₂O 
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是

 

． 
②混合溶液乙中溶质的化学式是

 

． 
（5）含烙10.4%的铬铁矿100.0kg，理论上可制得红矾钠晶体（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）多少kg？
（要求写出计算过程，结果保留1位有效数字．可能用到的相对原子质量：Fe-56，Cr-52，O-16，H-1，Na-23C-12，Na₂Cr₂O₇?2H₂O的相对分子质量为298）

Answer 1

考点：化学反应速率的影响因素,根据化学式判断化合价,化学方程式的有关计算

专题：关系式法,氧化还原反应专题,化学反应速率专题

分析：（1）根据正负总化合价之和相等进行分析；
（2）类比Na₂SiO₃可写成Na₂O?SiO₂完成Fe（CrO₂）₂的氧化物的形式；
（3）根据影响化学反应速率的因素分析；
（4）①根据流程及题中信息可知，少量不能除尽Na₂CO₃等杂质，过量会生成Na₂Cr₃O₁₀等副产物；
②发生了反应2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，生成了Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；
（5）根据过程中Cr元素守恒，利用关系式法进行计算．

解答： 解：（1）Fe（CrO₂）₂中，氧元素的化合价是-2价，总的负价是-8价，铬元素的化合价是+3价，2个铬原子化合价是+6价，所以铁元素化合价是+2价；
故答案为：+2；
（2）Fe（CrO₂）₂ 中铁元素化合价是+2价，氧化物为FeO，铬元素化合价+3价，氧化物为Cr₂O₃，所以Fe（CrO₂）₂写成氧化物形式为FeO?Cr₂O₃，
故答案为：FeO?Cr₂O₃ ；
（3）增大反应物的接触面积可以加快反应速率，升高温度可以加快反应速率，
故答案为：粉碎矿石、升高温度等；
（4）①由于少量难以除尽碳酸钠，过量会发生反应3CrO₄^2-+4H⁺=Cr₃O₁₀^2-+2H₂O，生成了Na₂Cr₃O₁₀等副产物，所以必须加入适量硫酸，
故答案为：少量不能除尽Na₂CO₃等杂质，过量会生成Na₂Cr₃O₁₀等副产物；
②由于发生了反应2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，生成了Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，所以乙中溶质的化学式为Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，
故答案为：Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；
（5）根据过程中Cr元素守恒可得如下关系式：
    Fe（CrO₂）₂ ～2Cr～Na₂Cr₂O₇?2H₂O
     104g                 298g
100.0kg×10.4%   m（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）
故m（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）=100.0kg×10.4%×298g÷104g=29.8kg，
故答案为：理论上可制得红矾钠晶体29.8kg．

点评：本题考查重铬酸钠的制取原理及除杂方法，涉及了电极知识的应用难度较大．侧重考查学生的分析、理解等综合能力．