重铬酸钠（Na2Cr2O7•2H2O）是重要的化工原料，在化-查字典问答网

来自李振海的问题

　　重铬酸钠（Na2Cr2O7•2H2O）是重要的化工原料，在化学工业和制药工业中常用作氧化剂．可用一种铬铁矿（主要成分：FeO•Cr2O3，还含有少量的Al2O3）通过以下流程来制取重铬酸钠如图1．回答

　　重铬酸钠（Na2Cr2O7•2H2O）是重要的化工原料，在化学工业和制药工业中常用作氧化剂．可用一种铬铁矿（主要成分：FeO•Cr2O3，还含有少量的Al2O3）通过以下流程来制取重铬酸钠如图1．

　　回答下列问题：

　　（1）写出Cr元素基态原子的外围电子排布式___．

　　（2）步骤I中反应的化学方程式为：4FeO•Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2（g）═8Na2CrO4（s）+2Fe2O3（s）+8CO2（g），反应中被氧化的元素是___，生成2mol Fe2O3时转移电子的物质的量为___mol．

　　（3）步骤II中加入NaOH溶液时发生的化学反应方程式为___．

　　（4）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌．工业上常用电解法来处理含Cr2O72-的废水，电解装置模拟示意图如图2（电极材料为铁和石墨）．通电后，Cr2O72-在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr（OH）3沉淀而被除去．a电极的电极材料是___，b电极附近生成Cr3+的反应的离子方程式是___．

　　（5）将含Cr2O3为50%的铬铁矿30.4kg，按上述流程制取产品Na2Cr2O7•2H2O，假设整个流程中铬元素的利用率为80%，则最终能制得Na2Cr2O7•2H2O___kg．

1回答

2020-05-04 19:40

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杜庆伟

　　（1）Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，它的外围电子排布式是3d54s1，

　　故答案为：3d54s1；

　　（2）步骤I中反应的化学方程式为：4FeO•Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2（g）═8Na2CrO4（s）+2Fe2O3（s）+8CO2（g），元素的化合价变化为：4个Fe由+2→+3，8个Cr由+3→+6，28个O由0→-2，转移28e-，化合价升高的元素被氧化，所以反应中被氧化的元素是Fe、Cr（或铁、铬），生成2molFe2O3时转移电子的物质的量为28mol，

　　故答案为：Fe、Cr（或铁、铬）；28；

　　（3）步骤II中加入NaOH溶液时氧化铝和氢氧化钠反应：2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O，除去氧化铝，将溶液的pH调至7～8并煮沸，NaAlO2等杂质可以以沉淀的形式除去，水浸过滤后得到Na2CrO4溶液，

　　故答案为：2NaOH+Al2O3=2NaAlO2+H2O；

　　（4）根据电解槽图示可知，a为阴极，a电极的电极材料是石墨，溶液显示酸性，溶液中氢离子得到电子，发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，b为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，亚铁离子被Cr2O72-氧化成铁离子，反应的方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，

　　故答案为：石墨；Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

　　（5）含Cr2O3为50%的铬铁矿30.4kg，含Cr2O3质量为30.4×106×50%g，流程中铬元素的利用率为80%，根据铬元素守恒，则最终能制得Na2Cr2O7•2H2O：30.4×10

2020-05-04 19:44:18

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