重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)俗称红矾钠，在工业方面-优题课

重铬酸钠(Na₂Cr₂O₇·2H₂O)俗称红矾钠，在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿（主要成份为FeO·Cr₂O₃，还含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质）为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：

①中涉及的主要反应有：
主反应：4FeO·Cr₂O₃＋8Na₂CO₃＋7O₂8Na₂CrO₄＋2Fe₂O₃＋8CO₂
副反应：SiO₂＋Na₂CO₃Na₂SiO₃＋CO₂↑、Al₂O₃＋Na₂CO₃2NaAlO₂＋CO₂↑
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：

沉淀物	Al(OH)₃	Fe(OH)₃	Mg(OH)₂	Cr(OH)₃
完全沉淀时溶液pH	4.7	3.7	11.2	5.6

试回答下列问题：
⑴ “①”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是 ▲ 。两个副反应均为吸热反应，但在高温下均能自发进行，其原因是 ▲ 。
⑵ “③”中调节pH至4.7，目的是 ▲ 。
⑶ “⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO₄²^－转化为Cr₂O₇²^－，请写出该平衡转化的离子方程式： ▲ 。
⑷ “⑦”中采用冷却结晶的方法析出红矾钠，依据是 ▲ 。

科目化学题型实验题难度中等

醋酸亚铬[ $(C H_{3} C O O)_{₂} C r \cdot 2 H_{₂} O$ ］为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂,一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示，回答下列问题：

（1）实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是________，仪器a的名称是________。

（2）将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置,打开 $K_{1}$ , $K_{2}$ ,关闭 $K_{3}$ 。

①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为________。

②同时c中有气体产生,该气体的作用是________。

（3）打开 $K_{3}$ ,关闭 $K_{1}$ 和 $K_{2}$ 。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是________；d中析出砖红色沉淀,为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。

（4）指出装置d可能存在的缺点________。

化合物H是一种有机光电材料中间体．实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下：

已知：① $R C H O + C H_{3} C H O \overset{NaOH / H_{2} O}{\underset{△}{\to}} R C H = C H C H O + H_{2} O$

② + $\overset{催化剂}{\to}$

回答下列问题：

（1）A的化学名称为为________．

（2）由C生成D和E生成F的反应类型分别为________、________．

（3）E的结构简式为________．

（4）G为甲苯的同分异构体，由F生成H的化学方程式为________．

（5）芳香化合物X是F的同分异构体，X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出 $C O_{2}$ ，其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，峰面积比为6:2:1:1，写出2种符合要求的X的结构简式________．

（6）写出用环戊烷和2﹣丁炔为原料制备化合物的合成路线________（其他试剂任选）．

钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用．回答下列问题：

（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为nm（填标号）．

A．	404.4
B．	553.5
C．	589.2
D．	670.8
E．	766.5

（2）基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________．K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是________．

（3）X射线衍射测定等发现， $I_{3} A s F_{6}$ 中存在 ${I_{3}}^{+}$ 离子． ${I_{3}}^{+}$ 离子的几何构型为________，中心原子的杂化类型为________．

（4） $K I O_{3}$ 晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为 $a = 0.446 nm$ ，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示．K与O间的最短距离为________nm，与K紧邻的O个数为________．

（5）在KIO ₃晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置．

近期发现， $H_{2} S$ 是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调解神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能．回答下列问题：

（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是（填标号）．

A．	氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以
B．	氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C．	$0.10 m o l • L^{﹣ 1}$ 的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D．	氢硫酸的还原性强于亚硫酸

（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理．

通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________、________，制得等量H ₂所需能量较少的是________．

（3） $H_{2} S$ 与 $C O_{2}$ 在高温下发反应：生 $H_{2} S （ g ） + C O_{2} （ g ） ⇌ C O S （ g ） + H_{2} O （ g ）$ ．在610k时，将 $0.10 m o l C O_{2}$ 与 $0.40 m o l H_{2} S$ 充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02．

① $H_{2} S$ 的平衡转化率 $a_{1}$ =________%，反应平衡常数K=________．

②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03， $H_{2} S$ 的转化率 $a_{2}$ ________ $a_{1}$ ，该反应的△H________0．（填"＞""＜"或"="）

③向反应器中再分别充入下列气体，能使 $H_{2} S$ 转化率增大的是________（填标号）

$H_{2} S$

$C O_{2}$

COS

$N_{2}$

$L i_{4} T i_{3} O_{12}$ 和 $L i F e P O_{4}$ 都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为 $F e T i O_{3}$ ，还含有少量MgO、 $S i O_{2}$ 等杂质）来制备，工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）"酸浸"实验中，铁的浸出率结果如下图所示．由图可知，当铁的净出率为70%时，所采用的实验条件为________．

（2）"酸浸"后，钛主要以 $T i O C {l_{4}}^{2 ﹣}$ 形式存在，写出相应反应的离子方程式________．

（3） $T i O_{2} • x H_{2} O$ 沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:

T i O_{2} • x H_{2} O

温度/℃	30	35	40	45	50
92	95	97	93	88

分析40℃时 $T i O_{2} • x H_{2} O$ 转化率最高的原因________．

（4） $L i_{2} T i_{5} O_{15}$ 中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为________．

（5）若"滤液②"中 $c （ M g^{2 +} ） = 0.02 m o l • L^{﹣ 1}$ ，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使 $F e^{3 +}$ 恰好沉淀完全即溶液中 $c （ F e^{3 +} ） = 1.0 \times 10^{﹣ 5}$ ，此时是否有 $M g_{3} （ P O_{4} ）_{2}$ 沉淀生成？________（列式计算）． $F e P O_{4}$ 、 $M g_{3} （ P O_{4} ）_{2}$ 的分别为 $1.3 \times 10^{﹣ 22}$ 、 $1.0 \times 10^{﹣ 24}$