多角度透析鉻元素的重要考點(diǎn)

劉 宇

(四川省瀘縣第二中學(xué) 646106)

一、通過化合價(jià)確定化學(xué)式

例1 現(xiàn)有24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好與20 mL濃度為0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反應(yīng).已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化為Na2SO4，則元素Cr的還原產(chǎn)物可能是( ).

答案B

分析思路題目中指出被還原的物質(zhì)是Cr，則得電子的物質(zhì)必是K2Cr2O7，失電子的物質(zhì)一定是Na2SO3，其中S元素的化合價(jià)從+4→+6；而Cr元素的化合價(jià)將從+6→+n(設(shè)化合價(jià)為+n).根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律，有0.05 mol·L-1×0.024 L×(6-4)=0.02 mol·L-1×0.020 L×2×(6-n)，解得n=3，僅CrO2-中Cr的化合價(jià)為+3價(jià)，B項(xiàng)正確.

解題技巧鉻元素存在多種變價(jià)離子，在氧化還原反應(yīng)中可通過電子轉(zhuǎn)移守恒關(guān)系確定元素化合價(jià)，再通過化合價(jià)確定可能的離子形式.

二、離子顏色在離子共存中的考查

例2 無色透明溶液中能大量共存的離子組是( ).

答案B

三、K2Cr2O7的強(qiáng)氧化性

例3 下列顏色變化與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是( ).

A．將乙醇滴入酸性K2Cr2O7溶液中，溶液由橙色變?yōu)榫G色

B．將SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，溶液紅色褪去

C．將H2C2O4溶液滴入酸性K2Cr2O7溶液中，溶液紫色褪去

D．將新制氯水滴入紫色石蕊溶液中，溶液先變紅色后褪色

答案B

誤區(qū)警示化學(xué)反應(yīng)會導(dǎo)致物質(zhì)(離子)發(fā)生變化，導(dǎo)致溶液的顏色發(fā)生變化，但是否發(fā)生氧化還原反應(yīng)還需確定是否存在元素化合價(jià)的變化.

四、含鉻離子間的轉(zhuǎn)化

用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)____.

五、含鉻難溶電解質(zhì)

例5t℃時Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示.下列說法正確的是( ).

A．在t℃時，Ag2CrO4的Ksp=1×10-9

B．X點(diǎn)有Ag2CrO4沉淀生成

C．通過加熱蒸發(fā)可以使溶液由Y點(diǎn)變到Z點(diǎn)

D．在飽和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，可使溶液由Y點(diǎn)變到X點(diǎn)最終變到Z點(diǎn)

答案B

解析線上均為溶解平衡，選擇銀離子濃度為1×10-3mol·L-1的點(diǎn)，則鉻酸根離子濃度為1×10-6mol·L-1，則鉻酸銀的溶度積=(1×10-3)2×1×10-6=1×10-12，A項(xiàng)錯誤；X點(diǎn)對應(yīng)的離子濃度大于溶解平衡時濃度，有沉淀生成，B項(xiàng)正確；加熱蒸發(fā)，銀離子濃度和鉻酸根離子濃度都增大，C項(xiàng)錯誤；飽和鉻酸銀溶液中加入鉻酸鉀，鉻酸根離子濃度增大，從Y點(diǎn)到X點(diǎn)，然后產(chǎn)生鉻酸銀沉淀，銀離子濃度和鉻酸根離子濃度都減少，不是到Z點(diǎn)，D項(xiàng)錯誤.

六、含鉻廢水處理

(黃色) (橙色) (綠色)

已知：步驟③生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：

Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=1×10-32

下列有關(guān)說法不正確的是( ).

B．若向K2Cr2O7溶液中加NaOH濃溶液，溶液可由橙色變黃色

D．步驟③中，當(dāng)將溶液的pH 調(diào)節(jié)至5 時，可認(rèn)為廢水中的鉻元素已基本除盡[當(dāng)溶液中c(Cr3+) ≤1×10-5mol·L-1時，可視作該離子沉淀完全]

答案C

技巧點(diǎn)撥結(jié)合化學(xué)平衡，可對化學(xué)平衡建立標(biāo)志、化學(xué)平衡移動、可以反應(yīng)涉及離子濃度(包括pH等)進(jìn)行計(jì)算等，依托化學(xué)平衡方程式、三段式即可完成系列問題的解答.

七、沉淀滴定中的指示劑

例7 為了測定碳酸氫鈉中雜質(zhì)氯元素(離子狀態(tài))的含量，先稱取ag試樣用蒸餾水溶解，再用足量稀硝酸酸化，配成100 mL溶液，取出20 mL注入錐形瓶中，然后用cmol·L-1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Cl-，K2CrO4溶液為指示劑.

已知：常溫下Ksp(AgCl)=2×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12，Ag2CrO4為磚紅色.

滴定過程中，使用棕色滴定管的原因是____；當(dāng)觀察到出現(xiàn)____時停止滴定.

答案防止硝酸銀見光分解 磚紅色沉淀且半分鐘內(nèi)不再消失

解析硝酸銀見光分解見光分解，因此盛放該溶液需使用棕色滴定管.滴定時先生成AgCl沉淀，當(dāng)AgCl全部沉淀時，再生成Ag2CrO4磚紅色沉淀.

技巧點(diǎn)撥滴定到達(dá)終點(diǎn)的判斷依據(jù)可以固化，即加入最后一滴指示劑時，溶液由原色變化為新色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色.其中需要特別關(guān)注的是，原溶液的顏色，同時清晰加入指示劑反應(yīng)會使得顏色發(fā)生變化，到達(dá)終點(diǎn)(或者多加入一滴指示劑)，顏色會發(fā)生明顯變化.

八、鉻鐵礦加工工藝流程

例8 工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3+)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7).工藝流程及相關(guān)物質(zhì)溶解度曲線如圖：

(1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學(xué)方程式為____.通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的原因是____.

(2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是____.

(3)固體A主要為____(填化學(xué)式)，固體B主要為____(填化學(xué)式).

(4)用熱水洗滌固體A，回收的洗滌液轉(zhuǎn)移到母液____(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)中，既能提高產(chǎn)率又可使能耗最低.

低溫下K2Cr2O7溶解度遠(yuǎn)小于其他組分，隨溫度的降低，K2Cr2O7溶解度明顯減小(合理即可)

(2)除去Fe3+(3)NaCl K2Cr2O7(4)Ⅱ

解析(1)Na2Cr2O7與KCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，化學(xué)方程式為Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，根據(jù)圖像可知，低溫下K2Cr2O7溶解度遠(yuǎn)小于其他組分，隨溫度的降低，K2Cr2O7的溶解度明顯減小.

(2)加堿使Fe3+生成沉淀而除去Fe3+.

(3)根據(jù)溶解度的大小，高溫濃縮時，NaCl析出，所以固體A主要為NaCl；冷卻結(jié)晶時，K2Cr2O7析出，所以固體B主要為K2Cr2O7.

(4)用熱水洗滌固體NaCl，洗滌液中含有NaCl，所以洗滌液轉(zhuǎn)移到母液Ⅱ中，既能提高產(chǎn)率又能使能耗最低.

復(fù)習(xí)指導(dǎo)工藝流程題是新課程改革后才被引起高度重視的，就目前已存在的試題來看，從主要化工工藝來分可以分為基礎(chǔ)化工工藝題和精細(xì)化工工藝題；以生產(chǎn)過程中主要工序可分為除雜提純工藝流程題、原材料轉(zhuǎn)化工藝流程題、電解工藝流程題、有機(jī)合成題和資源能源綜合利用工藝生產(chǎn)流程題等；按資源的不同，可將工藝流程題分為利用空氣資源生產(chǎn)的工藝流程題、利用水資源生產(chǎn)的工藝流程題、利用礦產(chǎn)資源生產(chǎn)的工藝流程題、利用化石燃料生產(chǎn)的工藝流程題等.