Question

（11分）铬是水体的主要的污染物之一，可以导致水生生物死亡。化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步的反应物，形成一个循环，就可不再向环境排放该有害物质。例如处理铬的实验循环示意图如下：

（1）在上图所示的编号步骤中，其中反应①所用的试剂是硫酸酸化的H₂O₂，请写出该反应的离子方程式                          。

（2）现有含Cr^3＋和Fe^3＋的溶液，使用NaOH溶液和盐酸，可将这两种离子相互分离，根据上图信息分析，在涉及的过滤操作中，上述两种离子的存在形态分别是__________、         。  （写化学式）

（3）铬的化合价除了示意图中涉及的＋3和＋6外，还有0、＋2、＋4和＋5等。

现有24 mL浓度为0.05 mol·L^－1的Na₂SO₃溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L^－1的Na₂Cr₂O₇溶液完全反应。已知Na₂SO₄被Na₂Cr₂O₇氧化为Na₂SO₄，则元素Cr在还原产物中的化合价为            。

（4）步骤⑤应该加入________剂（填“还原”或“氧化”）。

Answer

（11分） （1）Cr2O72—＋8H＋＋3H2O2===2Cr3＋＋3O2↑＋7H2O（3分）

（2）CrO2—（或NaCrO2）、Fe（OH）3（各2分） （3）＋3（2分） （4）氧化（2分）

【解析】

试题分析： （1）过氧化氢既具有氧化性又有还原性，重铬酸根具有强氧化性，能将过氧化氢氧化为氧气，反应中+6价的铬元素被还原为+3价，离子方程式为;Cr2O72—＋8H＋＋3H2O2===2Cr3＋＋3O2↑＋7H2O。（2）从反应③可以看出，氢氧化铬可以和氢氧化钠反应生成NaCrO2，所以除去铁离子中的铬离子时可以加入过量的氢氧化钠，是铬离子转化为CrO2—（或NaCrO2），铁离子变成Fe（OH）3沉淀，在过滤得到氢氧化铁沉淀中加入盐酸即得到氯化铁溶液。（3）设计铬元素在产物中的化合价为a价，根据电子转移守恒，则24×10-3×0.05×（6-4）=20×10-3×0.02×2×（6-a），解a=＋3。（4）步骤⑤中铬元素的化合价从+3升高到+6，所以需要加入氧化剂。

考点：物质分离和提纯的方法和基本实验操作