某铬铁矿主要成分是FeO·Cr2O3，含有FeCO3、SiO2、Fe3O4等杂质，现由该铬...

重铬酸钠是一种用途极广的氧化剂，工业上可以用铬铁矿[主要成分Fe(CrO2)2（或写成FeO·Cr2O3），还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备，同时还可回收Cr。其主要工业流程如图所示：

已知部分物质的溶解度曲线如图1所示。

　　　　　　　　　 图1　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图2

请回答下列问题：

（1）煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为______________________________。

（2）煅烧后的浸出液中除了含有NaOH、Na2CO3、Na2CrO4外，还含有_________（填化学式）。

（3）调节溶液的pH所选的试剂为__________________（填名称）。

（4）操作a的实验步骤为 _________________________。

（5）加入Na2S溶液反应后，硫元素全部以S2O32－的形式存在，写出生成Cr(OH)3的离子方程式__________________________________。

（6）采用石墨电极电解Na2CrO4溶液制备Na2Cr2O7，其原理如图2所示。

①写出电极b的电极反应方程式：___________________________________。

②测定阳极液中Na元素和Cr元素的含量，若Na元素与Cr元素的物质的量之比为n,则此时Na2CrO4的转化率为____________。

（7）根据有关国家标准，含CrO42－的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10－7mol·L－1 以下才能排放。可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10－10]，再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水，加入可溶性钡盐后，废水中Ba2+的浓度应不小于___________mol·L－1 ，废水处理后方能达到国家排放标准。

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某铬铁矿主要成分是FeO·Cr2O3，含有FeCO3、SiO2、Fe3O4等杂质，现由该铬铁矿制备强氧化剂Na2Cr2O7 的流程如下：

已知：常温下，Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38，Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-30

回答下列问题：

（1）物质B为______________， 溶液E为____________________。

（2）溶液G中经检测不含H2O2的可能原因是________________________________________。

（3）若步骤Ⅵ调节pH后，c(Cr3+)=6.3mol/L，则pH范围是______________（离子浓度不大于1.0×10-5mol/L即可认为沉淀完全）。

（4）步骤Ⅶ发生的离子方程式为________________________________________。

（5）Na2Cr2O7和Na2SO4的溶解度随温度变化的曲线如下图所示，步骤Ⅷ中操作a为___________、__________________。

（6）若称取mg该铬铁矿，其中FeO·Cr2O3的质量分数为70%，最终制得n g Na2Cr2O7固体，则该过程中Cr元素的转化率为____________________________。

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Ⅰ.某化工厂以铬铁矿(主要成分为 FeO 和 Cr2O3 ，含有 Al2O3、SiO2 等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分 Na2Cr2O7 ·2H2O)，其主要工艺流程如下图：

查阅资料得知:

i．常温下，NaBiO3 不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将 Cr 3+ 转化为CrO42－ 。

ii．

回答下列问题：

(1)步骤③加的试剂为氢氧化钠溶液，此时溶液 pH 要调到5的目的是_________ 。

(2)写出④反应的离子反应方程式：________________

(3)将溶液 H 经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，精制红矾钠粗晶体需要采用的操作是____________ (填操作名称)。

(4)取一定质量的固体 D 溶解于 200mL 的硫酸中，向所得溶液中加入5mol/L 的NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH 溶液的体积V 关系如图所示，则硫酸的浓度为_______ ，固体 D 中含铁化合物的物质的量为__________ 。

Ⅱ.经检测该化工厂的工业废水中含 5.00×10 -3 mol·L -1 的 Cr2O72- ，其毒性较大。该化工厂的科研人员为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料 Cr0.5Fe1.5FeO4 （Fe 的化合价依次为+3、+2），又设计了如下工艺流程：

(1)第①步反应的离子方程式_______________ 。

(2)欲使 1L 该废水中的 Cr2O72- 完全转化为 Cr 0.5 Fe 1.5 FeO4 。理论上需要加FeSO4 ·7H2O 的质量为 ________g (已知 FeSO 4 ·7H2O 的摩尔质量为 278g/mol)。

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(14分)以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3 ，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(红矾钠的主要成分为重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O),其主要工艺流程如下：

查阅资料得知:

i. 常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO42－。

ii.

回答下列问题:

（1）反应之前先将矿石粉碎的目的是　　　　　　 　　　　 　 。

（2）操作I、III、IV用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和__________（填仪器名称）。

（3）写出④反应的离子反应方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）⑤中酸化是使CrO42－转化为Cr2O72－，写出该反应的离子方程式　 　　　　 　　　 。

（5）将溶液H经过下列操作，蒸发浓缩，__________，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠。

（6）取一定质量的固体D溶解于200mL的硫酸中，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V关系如图所示，则硫酸的浓度为　　　　　　 ，固体D中含Fe化合物的物质的量为　　　　　　　 。

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（15分）钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备二氧化钛，进一步制备钛单质,流程如图：

已知：FeTiO3＋4H+＝Fe2+＋TiO2+＋2H2O

草酸（C2H2O4）具有很强还原性，易被氧化成二氧化碳

（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是　　　　　 。

（2）钛铁矿加入过量H2SO4后，得到的滤渣A为_______________（填化学式）。

（3）含TiO2+ 溶液乙转化生成TiO2的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）由滤液丙制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是　　　　 。

（5）用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时，称取TiO2（摩尔质量为Mg/mol）试样wg，消耗c mol/L NH4Fe（SO4）2标准溶液VmL，则TiO2质量分数为　　 （用代数式表示）。

（6）TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤如下：

反应②的方程式是___________。由TiCl4→Ti需要在Ar气中进行的理由是_____________。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据表中信息，需加热的温度略高于　　　　　　 ℃即可。

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钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备二氧化钛，进一步制备钛单质,流程如图：

已知：FeTiO3＋4H+＝Fe2+＋TiO2+＋2H2O，草酸（H2C2O4）具有很强还原性，易被氧化成二氧化碳。

（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是　　 　　 　　　 。

（2）钛铁矿加入过量H2SO4后，得到的滤渣A为______　　 _________（填化学式）。

（3）含TiO2+ 溶液乙转化生成TiO2的离子方程式是　　　　　　　　　　　 　　　　 　　　　　　 。

（4）由滤液丙制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是　　　　 　　　　　 。

（5）用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。滴定分析时，称取TiO2（摩尔质量为Mg/mol）试样wg，消耗c mol/L NH4Fe（SO4）2标准溶液VmL，则TiO2质量分数为　　 　　　　 （用代数式表示）。

（6）TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤如下：

反应②的方程式是___　　　　　　　 ____。由TiCl4→Ti需要在Ar气中进行的理由是___ _______。反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据表中信息，需加热的温度略高于　　　　　　 ℃即可。

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（14）铬是一种银白色金属，化学性质稳定，以+2、+3和+6价为常见价态。工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3 ，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na2Cr2O7·2H2O（已知Na2Cr2O7是一种强氧化剂），其主要工艺流程如下：

查阅资料得知:

①常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO42－

②常温下，Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31

回答下列问题：

（1）工业上常采用热还原法制备金属铬，写出以Cr2O3为原料，利用铝　 热反应制取金属铬的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是　　　　　　　　 。

（3）固体E的主要成分是Na2SO4，根据下图分析操作a为　　　　　　　 　　 、　　　　　　 　　 。

（4）已知含+6价铬的污水会污染环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72-，处理该废水常用还原沉淀法，具体流程如下：

①Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

②下列溶液中可以代替上述流程中Na2S2O3溶液的是　　　　　 （填选项序号）；

A.FeSO4溶液　　 B.浓H2SO4　　　 C.酸性KMnO4溶液　　　　 D.Na2SO3溶液

③调整溶液的pH=5时，通过列式计算说明溶液中的Cr3+是否沉淀完全　　　　　　　 ；

④上述流程中，每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole-，则加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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(12分) 重铬酸钠(Na₂Cr₂O₇)广泛用于合成颜料、媒染剂等。以铬铁矿(主要成分为Cr₂O₃还含有FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程图如下：

请回答下列问题。

(1)若I中只用一种试剂调节溶液的pH，应选用___________(填标号)。

A．稀硫酸　             B．氧化钠固体　              C．氢氧化钾溶液

(2)I中，调节溶液pH后，如果溶液的pH过小，可能导致W沉淀部分溶解，原因是

_______________________________________________________ (用离子方程式表示)。

(3)Ⅱ中，Na₂CrO₄转化为Na₂Cr₂O₇的离子反应如下：　2CrO₄^2- (黄色)+2H^＋Cr₂O₇^2- (橙红色)+H₂O

①该反应________氧化还原反应(填“是”或“不是”)，反应的平衡常数表达式 K=__________。

②若往Na₂Cr₂O₇溶液(橙红色)中加入足量NaOH固体，溶液_______ (填标号)。

　A．变黄色　            B．颜色不变　                C．橙红色变深

③已知：25℃时，Ag₂CrO₄的K_sp=1.12×10^-12，Ag₂Cr₂O₇的K_sp=2×10^-7。25℃时，往Na₂Cr₂O₇溶液中加入AgNO₃溶液，最终只生成一种砖红色沉淀，该沉淀的化学式是_____________________。

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某菱铁矿的主要成分是FeCO3,还含有SiO2、少量CaCO3和 Al2O3。下图是利用该菱铁矿制备磁性Fe3O4胶体粒子的简要工艺流程：

（1）菱铁矿石粉碎的目的是______________________________；碱浸可否用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH?说明理由：______________________________________________。

（2） “不溶物”加稀盐酸可否改用不易挥发的稀硫酸？说明理由___________________________________________；“不溶物”加稀盐酸后“部分氧化”之前还有项操作，化学实验名称为__________。

（3） “部分氧化”离子方程式为________________________________________。

（4）如何实验验证“部分氧化”的滤液中存在Fe2+?__________________________________________________________________________________。

（5）Fe3O4胶粒的直径的范围是______________________。

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铬铁矿主要成分为FeO·Cr₂O₃，还含有杂质Al₂O₃。一般铬铁矿中Cr₂O₃ 质量分数约为40％。由铬铁矿制备重铬酸钾的方法如下：

已知：

①4FeO·Cr₂O₃＋8Na₂CO₃＋7O₂8Na₂CrO₄＋2 Fe₂O₃＋8CO₂↑；

②Na₂CO₃＋Al₂O₃2NaAlO₂＋CO₂↑；

③ Cr₂O₇^2－＋H₂O 2CrO₄^2－＋2H⁺

根据题意回答下列问题：

（1）操作I为________，固体X中主要含有________（填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用________（填写仪器或试剂名称）。

（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5，其目的是________。

（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、________、过滤、________、干燥。

（4）固体Y中主要含有氢氧化铝，请写出调节溶液的pH=7~8时生成氢氧化铝的离子方程式________。

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