多角度透析铬元素的重要考点

刘 宇

(四川省泸县第二中学 646106)

一、通过化合价确定化学式

例1 现有24 mL 0.05 mol·L-1的Na2SO3溶液恰好与20 mL浓度为0.02 mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应.已知Na2SO3可被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr的还原产物可能是( ).

答案B

分析思路题目中指出被还原的物质是Cr，则得电子的物质必是K2Cr2O7，失电子的物质一定是Na2SO3，其中S元素的化合价从+4→+6；而Cr元素的化合价将从+6→+n(设化合价为+n).根据氧化还原反应中得失电子守恒规律，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，仅CrO2-中Cr的化合价为+3价，B项正确.

解题技巧铬元素存在多种变价离子，在氧化还原反应中可通过电子转移守恒关系确定元素化合价，再通过化合价确定可能的离子形式.

二、离子颜色在离子共存中的考查

例2 无色透明溶液中能大量共存的离子组是( ).

答案B

三、K2Cr2O7的强氧化性

例3 下列颜色变化与氧化还原反应无关的是( ).

A．将乙醇滴入酸性K2Cr2O7溶液中，溶液由橙色变为绿色

B．将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，溶液红色褪去

C．将H2C2O4溶液滴入酸性K2Cr2O7溶液中，溶液紫色褪去

D．将新制氯水滴入紫色石蕊溶液中，溶液先变红色后褪色

答案B

误区警示化学反应会导致物质(离子)发生变化，导致溶液的颜色发生变化，但是否发生氧化还原反应还需确定是否存在元素化合价的变化.

四、含铬离子间的转化

用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____.

五、含铬难溶电解质

例5t℃时Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示.下列说法正确的是( ).

A．在t℃时，Ag2CrO4的Ksp=1×10-9

B．X点有Ag2CrO4沉淀生成

C．通过加热蒸发可以使溶液由Y点变到Z点

D．在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4，可使溶液由Y点变到X点最终变到Z点

答案B

解析线上均为溶解平衡，选择银离子浓度为1×10-3mol·L-1的点，则铬酸根离子浓度为1×10-6mol·L-1，则铬酸银的溶度积=(1×10-3)2×1×10-6=1×10-12，A项错误；X点对应的离子浓度大于溶解平衡时浓度，有沉淀生成，B项正确；加热蒸发，银离子浓度和铬酸根离子浓度都增大，C项错误；饱和铬酸银溶液中加入铬酸钾，铬酸根离子浓度增大，从Y点到X点，然后产生铬酸银沉淀，银离子浓度和铬酸根离子浓度都减少，不是到Z点，D项错误.

六、含铬废水处理

(黄色) (橙色) (绿色)

已知：步骤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

下列有关说法不正确的是( ).

B．若向K2Cr2O7溶液中加NaOH浓溶液，溶液可由橙色变黄色

D．步骤③中，当将溶液的pH 调节至5 时，可认为废水中的铬元素已基本除尽[当溶液中c(Cr3+) ≤1×10-5mol·L-1时，可视作该离子沉淀完全]

答案C

技巧点拨结合化学平衡，可对化学平衡建立标志、化学平衡移动、可以反应涉及离子浓度(包括pH等)进行计算等，依托化学平衡方程式、三段式即可完成系列问题的解答.

七、沉淀滴定中的指示剂

例7 为了测定碳酸氢钠中杂质氯元素(离子状态)的含量，先称取ag试样用蒸馏水溶解，再用足量稀硝酸酸化，配成100 mL溶液，取出20 mL注入锥形瓶中，然后用cmol·L-1AgNO3标准溶液滴定Cl-，K2CrO4溶液为指示剂.

已知：常温下Ksp(AgCl)=2×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12，Ag2CrO4为砖红色.

滴定过程中，使用棕色滴定管的原因是____；当观察到出现____时停止滴定.

答案防止硝酸银见光分解 砖红色沉淀且半分钟内不再消失

解析硝酸银见光分解见光分解，因此盛放该溶液需使用棕色滴定管.滴定时先生成AgCl沉淀，当AgCl全部沉淀时，再生成Ag2CrO4砖红色沉淀.

技巧点拨滴定到达终点的判断依据可以固化，即加入最后一滴指示剂时，溶液由原色变化为新色，且半分钟内不恢复原色.其中需要特别关注的是，原溶液的颜色，同时清晰加入指示剂反应会使得颜色发生变化，到达终点(或者多加入一滴指示剂)，颜色会发生明显变化.

八、铬铁矿加工工艺流程

例8 工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3+)生产重铬酸钾(K2Cr2O7).工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：

(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为____.通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是____.

(2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是____.

(3)固体A主要为____(填化学式)，固体B主要为____(填化学式).

(4)用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液____(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)中，既能提高产率又可使能耗最低.

低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7溶解度明显减小(合理即可)

(2)除去Fe3+(3)NaCl K2Cr2O7(4)Ⅱ

解析(1)Na2Cr2O7与KCl发生复分解反应，化学方程式为Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，根据图像可知，低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小.

(2)加碱使Fe3+生成沉淀而除去Fe3+.

(3)根据溶解度的大小，高温浓缩时，NaCl析出，所以固体A主要为NaCl；冷却结晶时，K2Cr2O7析出，所以固体B主要为K2Cr2O7.

(4)用热水洗涤固体NaCl，洗涤液中含有NaCl，所以洗涤液转移到母液Ⅱ中，既能提高产率又能使能耗最低.

复习指导工艺流程题是新课程改革后才被引起高度重视的，就目前已存在的试题来看，从主要化工工艺来分可以分为基础化工工艺题和精细化工工艺题；以生产过程中主要工序可分为除杂提纯工艺流程题、原材料转化工艺流程题、电解工艺流程题、有机合成题和资源能源综合利用工艺生产流程题等；按资源的不同，可将工艺流程题分为利用空气资源生产的工艺流程题、利用水资源生产的工艺流程题、利用矿产资源生产的工艺流程题、利用化石燃料生产的工艺流程题等.