高三化学 化学工艺流程题(含答案

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一、单选题（本大题共2小题，共4分）
1.以铬铁矿为原料[Fe(CrO2)2]可制备K2Cr2O7和金属铬。

实验流程如下：
下列说法中，不正确的是()
A. 焙烧时不能使用陶瓷容器
B. Na2S的作用是调节溶液的酸碱度和将重铬酸钠还原为氢氧化铬
C. 在酸性溶液中CrO42−比Cr2O72−稳定
D. 操作①包括过滤和洗涤。

实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒加水至浸没沉淀，
待水自然滤出，重复2∼3次
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查实验制备方案设计，为高考常见题型，侧重考查学生的分析能力、实验能力，注意把握实验的原理以及物质的性质，把握实验操作的方法，难度中等。

【解答】
A.高温下二氧化硅与碳酸钠反应，生成硅酸钠和二氧化碳，则焙烧时不能使用陶瓷容器焙烧，故A正确；
B.Na2Cr2O7溶液中加入Na2S，发生氧化还原反应生成Cr(OH)3，同时调节溶液的pH，故B正确；
C.在酸性溶液中Cr2O72−比CrO42−稳定，故C错误；
D.实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒加水至浸没沉淀，待水自然滤出，重复2∼3次操作正确，故D正确。

故选C。

2.某电镀污泥含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量金等，某小组设计
如下资源综合利用的方案：
已知：碲和硫位于同主族，煅烧时Cu 2Te 发生的反应为
，滤渣中TeO 2溶于稀硫酸发生的反应为TeO 2+
H 2SO 4=TeOSO 4+H 2O 。

下列说法错误的是( )
A. “高温煅烧”电镀污泥时铜、碲和铬元素都被氧化
B. “酸化”时可向溶液中加入硫酸
C. “固体1”的主要成分为Cu
D. “滤液3”可以循环利用
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查混合物分离提纯，为高频考点，把握物质的性质、混合物分离提纯方法、流程中发生的反应、实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识与实验的结合，题目难度不大。

【解答】
某种电镀污泥中主要含有碲化亚铜(Cu 2Te)、三氧化二铬(Cr 2O 3)以及少量的金(Au)，可以用于制取Na 2Cr 2O 7溶液、金属铜、粗碲等，根据流程图，煅烧时Cu 2Te 发生的反应为
Cu 2Te +2O 2−
 高温 2CuO +TeO 2，Cr 2O 3与纯碱和空气中的氧气反应生成Na 2CrO 4，
Na 2CrO 4酸化后生成Na 2Cr 2O 7溶液；滤渣中主要含有CuO 、TeO 2以及少量的金(Au)，用稀硫酸溶解后，固体1为Cu ，浸出液中主要含有铜离子和TeOSO 4，电解后铜离子放电生成铜，固体2为Cu ，溶液中含有TeOSO 4，TeOSO 4与二氧化硫发生氧化还原反应生成粗碲，以此解答该题。

A.煅烧时Cu 2Te 发生的反应为Cu 2Te +2O 2−
 高温 2CuO +TeO 2，且生成Na 2CrO 4，则铜、碲
和铬元素都被氧化，故A 正确；
B.加入浓盐酸，可被氧化生成氯气，应用硫酸酸化，故B 正确；
C.由以上分析可知，固体1为金，固体2为铜，故C 错误；
D.滤液3含有硫酸，可以循环利用，故D 正确。

故选C 。

二、填空题（本大题共2小题，共16分）
3. 来源于电镀、冶金等行业的含六价铬(含Cr 2O 72−或CrO 42−)废水具有很强的生物毒性，
因此，含铬废水必须严格控制六价铬的质量浓度，达标后才能允许排放。

一种处理含铬酸性废水的工艺如图所示：
回答下列问题：
(1)去除铁屑表面油污的方法是____________________________________________。

(2)酸性环境中，废水中主要存在大量Cr 2O 72−和少量CrO 42−，原因是
_________________(用化学用语和文字表述解释)。

(3)向“铁屑滤池”中加入碳粒料的作用是
_________________________________________；“铁屑滤池”中存在的Fe 2+可将
Cr 2O 72−还原，该反应的离子方程式为_________________________。

(4)向“反应池”中加入NaOH 使Cr 3+沉淀，池中存在沉淀溶解平衡：
Cr(OH)3(s)⇌Cr 3+(aq)+3OH −(aq)。

已知：某离子浓度小于等于10−5mol ·L −1时视为完全沉淀；常温下，K sp [Cr(OH)3]=10−32。

常温下，欲使废水中Cr 3+完全沉淀，则溶液的pH 至少应为_______。

(5)①参照上述工艺流程知，也可采用电解原理处理含铬酸性废水，画出电解池的装置示意图并标出电极和电解质溶液的名称(可选电极：Fe 和石墨)。

②上述装置中，阳极的电极反应式为_______________________________。

【答案】(1)碱煮水洗
(2)存在平衡Cr 2O 72−+H 2O ⇌2CrO 42−+2H +，酸性环境中，平衡逆向移动，故废水中存
在大量Cr 2O 72−和少量CrO 42−
(3)铁屑滤池中加人碳粒料后，碳作正极，形成铁−碳原电池，从而加快了电化学反应
的进行；Cr 2O 72−+6Fe
2++14H +=2Cr 3++6Fe 3++7H 2O (4)5
(5)①
②Fe −2e −=Fe 2+
【解析】【分析】
本题考查水解平衡的影响因素、离子方程式的书写、氧化还原反应、原电池的应用，电解池的设计和电极方程式的书写等，题目难度中等，熟练掌握化学反应原理是解题的关键。

【解答】
(1)油脂在碱性条件下可以水解，去除铁屑表面油污的方法是碱煮水洗；
故答案为：碱煮水洗；
(2)溶液中存在平衡：Cr 2O 72−+H 2O ⇌2CrO 42−+2H +，酸性环境中，平衡逆向移动，故
废水中存在大量Cr 2O 72−和少量CrO 42−；
故答案为：存在平衡Cr 2O 72−+H 2O ⇌2CrO 42−+2H +，酸性环境中，平衡逆向移动，故
废水中存在大量Cr 2O 72−和少量CrO 42−；
(3)“铁屑滤池”中加入碳粒料后，在酸性条件下，铁屑与碳粒接触进一步形成铁碳原电池，从而加快了电化学反应的进行，促进Fe失去电子形成Fe2+；Fe2+可将Cr2O72−还原，反应的离子方程式为Cr2O72−+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
故答案为：铁屑滤池中加人碳粒料后，碳作正极，形成铁−碳原电池，从面加快了电化学反应的进行；
Cr2O72−+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
(4)K sp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)×c3(OH−)=10−32，将c(Cr3+)=10−5mol/L代入得，
3mol/L=10−9mol/L，c(H+)=10−5mol/L，故废水中Cr3+完全沉淀时，c(OH−)=√10−32
10−5
溶液的pH至少应为5；
故答案为：5；
(5)①由流程可知，Fe失去电子形成Fe2+，Fe2+可将Cr2O72−还原为Cr3+，据此设计电解池，应选Fe作阳极，与电源正极相连，阴极可选用石墨或Fe电极，电解质溶液为含铬
酸性废水，电解池的装置示意图为；
故答案为：；
②阳极的电极反应式为Fe−2e−=Fe2+；
故答案为：Fe−2e−=Fe2+。

4.铬鞣剂[Cr(OH)SO4]可用于提高皮革的耐曲折强度。

一种以铬渣(含Cr2O3及少量
Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO4的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“焙烧”时Cr2O3转化为Na2CrO4的化学方程式是________。

(2)“水浸”过程中，物料的粒度(颗粒大小)对铬残余量的影响如图所示。

最佳的
反应条件为________目。

(3)“滤渣1”中一种成分为铁铝酸四钙(Ca4Fe2Al2O10)，是制造水泥的原料之一，
用氧化物的形式表示其化学式________。

(4)“滤渣2”主要成分为Al(OH)3和________(填化学式)，“过滤2”后，将溶液
pH调至a，a________6.5(填“小于”或“大于”)，目的是________(用离子方程式表示)。

(5)已知CH3OH被氧化生成CO2，写出生成Cr(OH)SO4的化学方程式________。

(6)某厂用m1kg的铬渣(含Cr2O340％)制备Cr(OH)SO4，最终得到产品m2kg，产率
为________。

【答案】(1)2Cr2O3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2
(2)60
(3)4CaO·Al2O3·Fe2O3
(4)H2SiO3；小于；2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O
(5)Na2Cr2O7+3H2SO4+CH3OH=2Cr(OH)SO4+Na2SO4+CO2↑+4H2O
(6)38m2
33m1
×100％
【解析】【分析】
本题考查无机工业流程中涉及的化学反应，需能正确书写化学方程式和离子方程式，并选取合适的工业条件，题目难度较大。

【解析】
(1)如题，“焙烧”工序后Cr2O3中+3价Cr原子转化Na2CrO4中+6价Cr原子，化合价升高，失去电子，被氧化；加入的空气为反应提供了氧气，由电子转移守恒、元素守恒可推断Cr2O3转化为Na2CrO4的化学方程式为：2Cr2O3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+
4CO2；
故答案为：2Cr2O3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2
(2)由图中曲线所示，当物料颗粒为60目时，铬残余量最少，反应最充分，最佳的反应条件为物料的粒度为60目；
故答案为：60
(3)铁铝酸四钙(Ca4Fe2Al2O10)中含Ca、Fe、Al3种金属元素，用氧化物的形式表示为：4CaO·Al2O3·Fe2O3；
故答案为：4CaO·Al2O3·Fe2O3
(4)经过“焙烧”、“水浸”工序后，调节pH至弱酸性，可除去Al3+和硅酸盐，生成Al(OH)3和H2SiO3；“过滤2”后，将溶液pH调至6.5以下，在酸性条件下CrO42−可转化为Cr2O72−离子，离子方程式表示为：2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O；
故答案为：H2SiO3；小于；2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O
(5)已知CH 3OH 被氧化生成CO 2，由电子转移守恒、元素守恒可推断化学方程式为：Na 2Cr 2O 7+3H 2SO 4+CH 3OH =2Cr(OH)SO 4+Na 2SO 4+CO 2↑+4H 2O
故答案为：Na 2Cr 2O 7+3H 2SO 4+CH 3OH =2Cr(OH)SO 4+Na 2SO 4+CO 2↑+4H 2O
(6)由元素守恒可得，1molCr 2O 3(摩尔质量为152g/mol)最终转化为2molCr(OH)SO 4(摩
尔质量为165g/mol)，产率=m 2kg×1000g/kg m 1kg×40％×1000g/kg 152g/mol ×2×165g/mol ×100％=m 2m 1×1520.4×2×165×
100％=38m 233m 1
×100％； 故答案为：38m
233m 1×100％
三、简答题（本大题共5小题，共40分）
5. 铬铁矿主要含有亚铬酸亚铁(FeCr 2O 4)，还含有少量Al 2O 3和SiO 2。

由铬铁矿制备
K 2Cr 2O 7的流程如图1所示：
已知：常温下，K sp [Cr(OH)3]=10−32，K sp [Fe(OH)3]=10−38。

回答下列问题：
(1)铬铁矿与Na 2CO 3、NaNO 3混合煅烧之前应先将其粉碎，目的是
_______________。

(2)“煅烧”过程中主要反应的化学方程式为
_______FeCr 2O 4+_______Na 2CO 3+_______NaNO 3=_______Na 2CrO 4+_______Fe 2O 3+_______CO 2↑+_______NaNO 2(请配平)。

(3)已知：Al 2O 3和SiO 2与Na 2CO 3高温煅烧可生成Na 2SiO 3和NaAlO 2。

“滤渣1”的主要成分为_____________________(填化学式)，其一种用途为
_____________________。

(4)“调pH ”的过程即是用酸酸化使pH 约为5，其目的是
_____________________，“滤渣2”的主要成分为_____________________(填化学
式)，同时CrO 42−转化为Cr 2O 72−，此转化过程的离子方程式为
____________________________。

(5)Na 2Cr 2O 7、KCl 、K 2Cr 2O 7、NaCl 的溶解度曲线如图2所示，结合图象解释向Na 2Cr 2O 7溶液中加入KCl 固体经一系列操作后得到K 2Cr 2O 7的理由：
_____________________________。

(6)该流程产生的含铬废水不能随意排放，可通过电解法处理(装置如图3所示)，
电解时，在阴极区可生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀，电解后溶液中c(Cr3+)=
10−5mol·L−1，则溶液中c(Fe3+)=____________mol·L−1。

【答案】(1)增大接触面积，提高煅烧速率
(2)2、4、7、4、1、4、7
(3)Fe2O3；作红色颜料(或催化剂)
(4)除去Na2SiO3和NaAlO2；Al(OH)3、H2SiO3；2CrO42−+2H+⇌Cr2O72−+H2O
(5)低温下，K2Cr2O7的溶解度相对较小
(6)10−11
【解析】【分析】
本题考查化学工艺流程、物质的分离提纯、对操作的理解分析与评价、对数据及图象的分析等，题目综合性较大，侧重对学生综合能力的考查，理解原理、掌握元素化合物性质是关键。

【解答】
(1)铬铁矿与Na2CO3、NaNO3混合煅烧之前应先将其粉碎，目的是增大接触面积，提高煅烧速率。

(2)根据得失电子守恒、原子守恒配平，化学方程式为2FeCr2O4+4Na2CO3+7NaNO3= 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2
(3)滤渣1的主要成分为Fe2O3；可用作红色颜料等。

(4)Na2SiO3和NaAlO2与醋酸作用生成H2SiO3和Al(OH)3，“调pH”的目的是除去
Na2SiO3和NaAlO2；
滤渣2的主要成分为Al(OH)3和H2SiO3，同时CrO42−转化为Cr2O72−，此转化过程的离子方程式为2CrO72−+2H+⇌Cr2O72−+H2O。

(5)由图2可知，K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小，且温度对NaCl的溶解度影响较小，但对K2Cr2O7的溶解度影响较大，随着温度的降低K2Cr2O7的溶解度迅速降低产生沉淀，溶液中复分解反应平衡被打破，反应向右进行，所以在低温下可以得到K2Cr2O7。

(6)由K sp[Cr(OH)3]=c3(OH−)·c(Cr3+)=10−32、K sp[Fe(OH)3]=c3(OH−)·
c(Fe3+)=10−38得，电解后溶液中c(Fe3+)=10−11mol·L−1。

6.氰化钠是一种重要的基本化工原料，用于电镀、冶金等，因此很多工业废水中也含
氰，可以与其他工业废水共同处理。

工业处理含铬废水和含氰废水的流程如图所示：
回答下列问题：
(1)含铬废水中的铬主要以CrO42−形式存在，酸化时，CrO42−转化为Cr2O72−，溶液的
颜色变化为________________________。

交警用装有浸泡过酸性重铬酸钾
(K2Cr2O7)的硅胶作验酒器，检测司机是否酒驾。

若司机饮酒，重铬酸钾与酒精反应，验酒器颜色由________色变为________色。

(2)酸性条件下，CrO42极易被还原剂还原为毒性较小的Cr3+。

图中“反应Ⅰ”的离
子方程式为________________________________。

(3)氰化钠溶液显________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，其原因为
________________。

(4)pH>10时，“反应Ⅱ”中的NaCklO可快速将氰离子(CN−)氧化为两种无毒的
物质，该反应的离子方程式为
________________________________________________________________。

(5)经过“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”的两种废水混合的目的是
________________________。

混合后的溶液加NaOH调整为碱性的目的是
________________________________________。

【答案】(1)黄色转化为橙红色；橙红；绿；
(2)2CrO42−+3SO32−+10H+=3SO42−+2Cr3++5H2O；
(3)碱性；NaCN为强碱弱酸盐，遇水水解，使溶液呈碱性；
(4)2CN−+5ClO−+H2O=2OH−+N2↑+2CO2↑+5Cl−；
(5)使两个反应中过量的氧化剂和还原剂反应，同时发生中和反应；使溶液中的Cr3+沉淀。

【解析】【分析】
本题考查物质的分离提纯的综合实验设计，侧重于分离、提纯方案的设计和操作、电解原理、氧化还原反应等，清楚发生的电极反应是解题的关键，题目难度较大，注意把握题给信息和电极方程式的书写。

【解答】
(1)CrO42−为黄色，Cr2O72−为橙红色，酸化时，CrO42−转化为Cr2O72−，溶液的颜色变化为黄色转化为橙红色；酸性重铬酸钾(K2Cr2O7)被酒精还原为Cr3+呈绿色，验酒器颜色由橙红色变为绿色；
(2)酸性条件下，CrO42−极易被还原剂还原为毒性较小的Cr3+，SO32−被氧化为SO42−，方程式为2CrO42−+3SO32−+10H+=3SO42−+2Cr3++5H2O；
(3)氰化钠是一种强碱弱酸盐，所以其溶液因为阴离子的水解呈现碱性，由于氢氰酸酸性极弱，氰化钠遇水发生强烈的水解反应NaCN +H 2O ⇌HCN +NaOH ，使溶液呈碱性；
(4)氰离子(CN −)被氧化为两种无毒的物质为N 2和CO 2，离子方程式为2CN −+5ClO −+H 2O =2OH −+N 2↑+2CO 2↑+5Cl −；
(5)经过“反应Ⅰ”和“反应Ⅱ”的两种废水混合的目的是使两个反应中过量的氧化剂和还原剂反应，同时发生中和反应，混合后的溶液加NaOH 调整为碱性的目的是使溶液中的Cr 3+得以沉淀。

7. 氯化铬晶体(CrCl 3·6H 2O)是一种重要的工业原料，工业上常用铬酸钠(Na 2CrO 4)来
制备。

实验室中以红矾钠(Na 2Cr 2O 7)为原料制备CrCl 3·6H 2O 的流程如下：
红矾钠—
40% NaOH →
CH 3OH
①↓ 
→10% HCl
20% NaOH
滤液→⋯…—→CrCl 3·6H 2O
已知：①Cr 2O 72−+H 2O =2CrO 42−+2H +；
②CrCl 3·6H 2O 不溶于乙醚，易溶于水、乙醇，易水解；
③甲醇，无色液体，有毒，沸点64.7℃，易燃。

请回答：
(1)碱溶的目的是 ________。

(2)还原时先加入过量CH 3OH 再加入10% HCl ，生成CO 2，该反应的离子方程式为________。

(3)用蒸馏法从滤液中分离出CH 3OH 循环使用。

①下列有关蒸馏实验说法正确的是________(填序号)。

A.蒸馏开始，应先加热再通冷凝水
B.通过蒸馏可除去液体中难挥发或不挥发的杂质
C.若温度计插入混合液中，则会收集到沸点偏高的杂质
D.当蒸馏沸点过高的成分时，应用空气冷凝
②实验设计用下图装置进行蒸馏，该装置中存在的错误有________。

③在改正后的装置中，在仪器A中加入沸石，再加入滤液，蒸馏，收集蒸馏出的
CH3OH。

有的同学认为，该过程中需要加入CaO，防止水随CH3OH一起蒸出，你认为是否有必要并说明理由：________。

(4)请补充完整由过滤后得到的固体Cr(OH)3制备CrCl3·6H2O的实验方案(可供选
择的试剂：盐酸、硫酸、蒸馏水、乙醇、乙醚)：将过滤后所得固体________，________，冷却结晶，过滤，________，低温干燥，得到CrCl3·6H2O。

【答案】(1)将红矾钠(或Cr2O72−)转化为铬酸钠(或CrO42−)
(2)10H++2CrO42−+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑
(3)①BD；②用明火加热、体系封闭；③没有必要，CH3OH参与反应的体系中有水
(4)完全溶解于过量的盐酸中；蒸发浓缩；用乙醚洗涤固体2∼3次
【解析】【分析】
本题考查了CrCl3⋅6H2O的制取原理及除杂方法，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意合理分析题中信息，难度中等。

【解答】
(1)碱溶使Cr2O72−+H2O⇌2CrO42−+2H+的平衡正向移动，将红矾钠(或Cr2O72−)转化为铬酸钠(或CrO42−)，故答案为：将红矾钠(或Cr2O72−)转化为铬酸钠(或CrO42−)；
(2)CH3OH将铬酸钠(Na2CrO4)还原为CrCl3溶液，反应为10H++2CrO42−+CH3OH=
2Cr3++7H2O+CO2↑，故答案为：10H++2CrO42−+CH3OH=2Cr3++7H2O+CO2↑；
(3)
①
A.蒸馏开始，应先通冷凝水再加热，故A错误；
B.通过蒸馏可除去液体中难挥发或不挥发的杂质，故B正确；
C.蒸馏时，温度计用于测量馏分的温度，位于蒸馏烧瓶的支管口处，若温度计插在溶液中，假设显示为100℃时，支管口的温度就低于100℃，实际收集到的是低于100℃的馏分，而不是我们想要的100℃馏分，故C错误；
D.当蒸馏沸点过高的成分时，应用空气冷凝，故D正确。

②甲醇易燃，则不能用明火加热，其次体系封闭会造成系统压强过大，易发生安全事故；
③CH3OH参与反应的体系是水溶液，因此没有必要加入CaO，故答案为：没有必要，CH3OH参与反应的体系中有水；
(4)过滤后所得Cr(OH)3用过量的盐酸溶解，最后将CrCl3的HCl溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤并用乙醚洗涤2～3次，即得CrCl3⋅6H2O晶体，故答案为：完全溶解于过量的盐酸中；蒸发浓缩；用乙醚洗涤固体2～3次。

8.某研究小组用含铬废水制取具有强氧化性的重铬酸钾(K2Cr2O7)，实验方案如下：
已知：①Cr2O72−(橙色)+H2O⇌2CrO42−(黄色)+2H+
②金属离子沉淀的pH如下：
③不同温度下化合物的溶解度如下：
请回答：
(1)操作A的名称是____________，加入硫酸的目的是_____________________。

(2)写出固体1中加入H2O2和KOH溶液后发生反应的离子方程式
________________________________。

(3)操作B由多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：蒸发浓缩、操作1、洗涤
1、操作
2、抽滤、洗涤2、干燥。

则下列说法正确的是_。

A.操作1和操作2分别是趁热过滤和冷却结晶
B.洗涤1和洗涤2所用的洗涤剂分别为0℃的冷水和80℃的热水
C.当溶液出现过饱和现象时，振荡容器或用玻璃棒轻轻摩擦器壁均可促使晶体析
出
D.进行洗涤2操作时，可开大水龙头，使洗涤剂快速通过沉淀物有利于将杂质洗
尽
(4)为测定产品的纯度，可用摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]标准溶液滴定，反
应的离子方程式：Cr2O72−+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
①请简述将已用移液管吸取的待测液转移至锥形瓶中的操作__________________。

②滴定时，先称取0.5000g K2Cr2O7产品，溶于水配成100mL溶液，用0.1000mol·
L−1的摩尔盐标准溶液进行滴定，数据记录如下：
则测得K2Cr2O7产品的纯度是________________(以质量分数表示)。

【答案】(1)抽滤(或过滤)；将K2CrO4转化为K2Cr2O7
(2)2Cr(OH)3+3H2O2+4OH−=2CrO42−+8H2O
(3)AC
(4)①将移液管垂直放入稍倾斜的锥形瓶中，并使管尖与容器内壁接触，松开食指使溶液全部流出，数秒后，取出移液管
②98.00%
【解析】【分析】
本题考查了物质分离提纯、物质性质、滴定实验操作步骤和计算，掌握基础是解题关键，
题目难度中等。

【解答】
含铬离子和三价铁离子的废液中加入KOH溶液调节溶液pH，抽滤得到溶液1和固体1，结合沉淀的pH，固体为氢氧化铬和氢氧化铁，加入过氧化氢、氢氧化钾调节溶液pH=10，完全沉淀后加热，氢氧化铬和过氧化氢、氢氧化钾废反应生成铬酸钾和水，过滤除去氢氧化铁，得到铬酸钾的溶液，Cr2O72−(橙色)+H2O⇌2CrO42−(黄色)+2H+，加入硫酸
得到溶液Ⅱ铬酸钾转化为重铬酸钾，通过操作B获得K2Cr2O7晶体，
(1)结合分析可知，操作A的名称为抽滤(或过滤)，溶液中存在Cr2O72−(橙色)+H2O⇌
2CrO42−(黄色)+2H+，加入硫酸的目的是将K2CrO4转化为K2Cr2O7，
故答案为：抽滤(或过滤)；将K2CrO4转化为K2Cr2O7；
(2)固体1中加入H2O2和KOH溶液后发生反应的离子方程式为：2Cr(OH)3+3H2O2+
4OH−=2CrO42−+8H2O，
故答案为：2Cr(OH)3+3H2O2+4OH−=2CrO42−+8H2O；
(3)A.K2CrO4溶解度守温度影响大，为获得K2Cr2O7晶体，操作1和操作2分别是趁热过滤、冷却结晶，故A正确；
B.为防止沉淀溶解洗涤1和洗涤2所用洗涤剂为0°C的水，故B错误；
C.当溶液出现过饱和现象时，振荡容器或用玻璃棒轻轻摩擦器壁可打破平衡猝死晶体析出，均可促使晶体析出，故C正确；
D.水流太大会冲破滤纸过滤洗涤失败，故D错误；
故答案为：AC；
(4)①将已用移液管吸取的待测液转移至锥形瓶中的操作是：将移液管垂直放入稍倾斜的锥形瓶中，并使管尖与容器内壁接触，松开食指使溶液全部流出，数秒后，取出移液管；
故答案为：将移液管垂直放入稍倾斜的锥形瓶中，并使管尖与容器内壁接触，松开食指使溶液全部流出，数秒后，取出移液管；
②图表中第二次实验数据误差太大舍去，平均每次消耗标准溶液体积=
 24.98+26.02−1.00
2
ml=25ml，设25ml样品溶液中K2Cr2O7物质的量为x，结合化学反应的定量关系计算得到，
Cr2O72−+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
1 6
x 0.025L×0.1000mol/L
x= 0.0025
6
 mol，
100ml中含K2Cr2O7物质的量= 0.0025
6 mol× 100
25
= 0.01
6
mol，
测得K2Cr2O7产品的纯度= 0.01
6
mol×294g/mol
0.5000g
×100％=98％。

故答案为：98.00%。

9.重铬酸钾(K2Cr2O7，相对分子质量为294)为用途极广的铬化合物，供制铬矾。

火柴、
铬颜料、并供鞣革、电镀、有机合成等用。

铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7晶体的过程如下图所示：
根据题意回答下列问题：
(1)锻烧时，铬铁矿发生复杂反应生成Na2CrO4和NaFeO2，同时杂质SiO2、Al2O3与
Na2CO3发生反应，其中Al2O3发生反应的化学方程式是
___________________________。

(2)NaFeO2遇水强烈水解生成滤渣l的反应离子方程式是
__________________________。

(3)滤液1主要成份为NaOH、、，滤液2调节pH
约为5目的是___________________________________。

(4)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，析出K2Cr2O7晶体。

为了从溶液中得到较多
K2Cr2O7晶体的操作过程是：____________________、过滤、洗涤、干燥。

将得到的K2Cr2O7晶体进一步纯化操作是：______________________。

(5)K2Cr2O7性质：往K2Cr2O7溶液中加入AgNO3溶液，生成一种砖红色沉淀、溶液
的pH减小，反应离子方程式是__________________________________________。

(6)K2Cr2O7产品含量测定：准确称取试样2.5g配成250mL溶液，用移液管吸取
25.00mL溶液放入碘量瓶，加入10mL2mol/L硫酸、2g KI于暗处5min，另加
100mL水，用0.2000mol/L Na2S2O3标准液滴定至溶液黄绿色，再加3mL淀粉溶液继续滴定至蓝色褪去并呈亮绿色。

平行三次实验，平均消耗Na2S2O3标准液的体积25.00mL。

K2Cr2O7产品的纯度为_____________。

有关反应如下：K2Cr2O7+6KI+7H2SO4=Cr2(SO4)3+4K2SO4+3I2+
7H2O;2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
【答案】(1)Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑
(2)FeO2−+2H2O=OH−+Fe(OH)3↓
(3)Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2；使CrO42−转化为Cr2O7 2−
(4)蒸发浓缩、降温结晶；重结晶
(5)Cr2O72−+4Ag++H2O=2Ag2CrO4↓+2H+
(6)98%
【解析】【分析】
本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，准确对题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键，对学生综合能力的考查要求较高，题目难度中等。

【解答】
(1)由题目信息可知，杂质SiO2与Na2CO3发生反应可生成Na2SiO3，Al2O3与Na2CO3发生反应生成NaAlO2和CO2，其中Al2O3发生反应的化学方程式是Na2CO3+Al2O3
2NaAlO2+CO2↑；
(2)滤渣1中红褐色物质是由于NaFeO2水解生成氢氧化钠和氢氧化铁，反应方程式为NaFeO2+2H2O=NaOH+Fe(OH)3↓，对应的离子方程式为FeO2−+2H2O=OH−+
Fe(OH)3↓；
(3)根据流程转化可知煅烧时产生NaFeO2、铬酸钠、偏铝酸钠和硅酸钠，加水后水浸后NaFeO2水解产生氢氧化钠，因此滤液1的主要成分为：NaOH、Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2；由流程图可知，继续调节溶液的pH约为5的目的是使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7；(4)溶液中得到较多K2Cr2O7晶体的操作过程是：蒸发浓缩，降温结晶，过滤、洗涤、干燥；将得到的K2Cr2O7晶体进一步纯化操作是重结晶，
(5)K2Cr2O7性质：往K2Cr2O7溶液中加入AgNO3溶液，生成一种砖红色沉淀Ag2CrO4、
溶液的pH减小，由质量守恒和电荷守恒可知反应离子方程式为Cr2O72−+4Ag++H2O= 2Ag2CrO4↓+2H+；
(6)设产品的纯度为x，根据题目的两个方程式得到如下关系式
K2Cr2O7∼3I2∼6Na2S2O3
294g 6mol
×x0.2000×25.00×10−3mol
2.5g×25
250
解得x=98%。

四、流程题（本大题共5小题，共40分）
10.铬渣(铬主要以Cr2O3形式存在，同时含有Fe3O3、Al2O3、SiO2等杂质)是铬电镀过
程中产生的含铬污泥，实现其综合利用，可减少铬产生的环境污染。

铬渣综合利用工艺流程如下：
试回答下列问题：
(1)铬渣高温煅烧时Cr2O3与NaNO3反应的化学方程式：
_______________________________。

(2)“浸出液”调节pH时加入的试剂最好为_________。

除杂时生成Al(OH)3的离子
方程式为：________________________________。

除杂时加入的试剂不能过多，主要原因是_______________________________。

(3)加入Na 2S 时，硫元素全部以S 2O 32−形式存在，写出该反应的离子方程式
____________________________。

(4)根据下左图信息，可知操作a 包含蒸发结晶和________。

固体a 化学式为：________。

(5)有人设计上右图装置的实验探究铬的性质，观察到图一装置铬电极上产生大量的无色气泡，而在图二装置中当开关K 断开时，铬电极无现象，K 闭合时，铬电极上产生大量无色气体，并变成红棕色气体。

根据上述现象试推测金属铬的两个重要化学性质__________
______、________________。

(6)含铬化合物有毒，对人畜危害很大。

所以合理的处理方法尤为重要，工业上处
理酸性Cr 2O 72−废水多采用铁氧磁体法。

该法是向废水中加入FeSO 4·7H 2O 将Cr 2O 72−还原成Cr 3+，调节pH ，Fe 、Cr 转化成相当于Fe Ⅱ[Fe x ⅡCr (2−x)Ⅱ]O 4(铁氧磁体，罗马数
字表示元素价态)的沉淀。

处理1 molC r 2O 72−，需加入a mol FeSO 4·7H 2O ，下列结论正确的是________。

A.x =0.5，a =6
B.x =0.5，a =10
C.x =1.5，a =6
D.x =1.5，a =10
【答案】(1)5Cr 2O 3+7Na 2CO 3+6NaNO 3 10Na 2CrO 4+3N 2↑+7CO 2↑；
(2)稀硫酸；AlO 2−+H ++H 2O =Al(OH)3↓；加入硫酸过多，氢氧化铝会溶解，溶液中
有铝离子；
(3)6S 2−+8CrO 42−+23H 2O =3S 2O 32−+8Cr(OH)3↓+22OH −；
(4)趁热过滤；Na 2SO 4;
(5)铬比铁活泼性差；铁在稀硝酸中可以发生钝化；
(6)D
【解析】【分析】
本题主要考查物质的分离提纯的综合应用，为高频考点，侧重于学生的分析能力和实验能力、氧化还原反应计算等，综合性强。

明确工艺流程原理是解题关键，注意对题目给予的信息的运用，难度中等。

【解答】
(1)Cr 2O 3加入Na 2CO 3、NaNO 3焙烧得到的产物含有Na 2CrO 4和氮气，反应为：5Cr 2O 3+7Na 2CO 3+6NaNO 3 10Na 2CrO 4+3N 2↑+7CO 2↑；
故答案为：5Cr 2O 3+7Na 2CO 3+6NaNO 3 10Na 2CrO 4+3N 2↑+7CO 2↑；
(2)加稀硫酸可除去NaOH、Na2SiO3、NaAlO2，且不引入新杂质，其中除去铝元素的反应为：AlO2−+H++H2O=Al(OH)3↓。

加入硫酸过多，氢氧化铝会溶解，溶液中有铝离子；
故答案为：稀硫酸；AlO2−+H++H2O=Al(OH)3↓；加入硫酸过多，氢氧化铝会溶解，溶液中有铝离子；
(3)加入Na2S溶液反应后，和Na2CrO4溶液反应生成氢氧化铬，硫元素全部以S2O32−的形式存在，依据原子守恒书写离子方程式为，6S2−+8CrO42−+23H2O=3S2O32−+
8Cr(OH)3↓+22OH−，
故答案为：6S2−+8CrO42−+23H2O=3S2O32−+8Cr(OH)3↓+22OH−；
(4)由于铬酸钠溶解度受温度影响较大，硫酸钠超过四十多摄氏度时温度升高溶解度反而下降，因此除去里面的硫酸钠方法为：蒸发浓缩、趁热过滤，过滤出的晶体是硫酸钠，故答案为：趁热过滤；Na2SO4;
(5)根据原电池原理可知，金属铁的活泼性比铬强，而在图二装置中当开关K断开时，铬电极无现象，是因为铁在稀硝酸中可以发生钝化，
故答案为：铬比铁活泼性差；铁在稀硝酸中可以发生钝化；
(6)处理1molCr2O72−，需加入a mol FeSO4⋅7H2O，根据铬原子守恒得，1mol Cr2O72−完
Ⅱ]O4，根据铁原子守恒得amol=2(1+x)2−
全反应后生成22−xmolFeⅡ[Fe xⅡ⋅Cr2−x
xmol①，该反应中得失电子数相等，1mol×2×3=22−xmol×(3−2)×x，解得x= 1.5，将x=1.5代入①得a=10，
故选D。

11.从废铬渣(主要含Cr2O3、Al2O3)中提取Cr2O3及Al2O3的工艺流程如下：
回答下列问题：
(1)“焙烧”的目的是________；其他条件相同时，“球磨”得到的物料粒度(粒直
径)与“水浸”时铬的浸取率的关系如图所示，其原因是________．
(2)“碳分”时生成Al(OH)3和Na2CO3的化学方程式为________．
(3)由“过滤2”的滤渣得到纯净的Al2O3还需经过的操作是________．
(4)“沉铬”时发生反应的离子方程式为________．
【答案】(1)将Cr2O3、Al2O3转化为可溶性的Na2CrO4和NaAlO2粒度越小，物料间接触越充分，有利于将物料转化为相应的钠盐
(2)2NaAlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+Na2CO3
(3)水溶、过滤(洗涤)、高温焙烧[高温焙烧、水溶、过滤(洗涤)及干燥也可]
(4)6NH3⋅H2O+2Cr3+Cr2O3↓+6NH4++3H2O
【解析】【分析】
本题考查无机工艺流程及相关反应原理等知识点，意在考查对图形的观察、解读能力及综合运用与表达能力，难度一般。

【解答】
(1)由“碳分”后的产物可知，焙烧时，Al2O3转化为NaAlO2，Cr2O3转化为Na2CrO4.物料粒度小，有利于物料之间的充分接触，焙烧时物料转化为相应的钠盐更完全．(2)“碳分”时可能发生的反应有
2NaAlO2+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+Na2CO3(主要)、
NaAlO2+CO2+2H2O Al(OH)3↓+NaHCO3(次要)．
(3)由于NaHCO3溶解度小，也可先将滤渣焙烧，Al(OH)3、NaHCO3均发生分解，再加水溶解、过滤、洗涤，滤去Na2CO3溶液，干燥得Al2O3．
(4)由流程图知，Cr2(SO4)3在“沉铬”中转化为Cr2O3，故化学方程式为6NH3⋅H2O+。