专题十一 第八讲 过渡金属——铬及其化合物（含解析）2026届高中化学大一轮复习讲义

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铬及其化合物
【核心知识梳理】
1．铬的原子结构——24Cr
电子排布式 1s22s22p63s23p63d54s1
简化电子排布式 [Ar]3d54s1
电子排布图(轨道表示式)
价层电子排布式 3d54s1
周期表中的位置 第四周期第ⅥB族
常见化合价 ＋3、＋6
2．铬
(1)物理性质：银白色金属，由于单电子多，金属键强，故硬度及熔点均高，是硬度最高的过渡金属。由于铬的机械强度好，且有抗腐蚀性能，被用于钢铁合金中。不锈钢中含铬量最高，可达20％左右。许多金属表面镀铬，防锈，光亮
(2)铬的存在和制取
①存在：铬在自然界中以铬铁矿存在，化学式为Fe(CrO2)2
②制取：金属铬可以通过铬铁矿FeCr2O4制取，用焦炭还原就可制得铬铁合金。该合金可用作制取不锈钢的原料。FeCr2O4＋4CFe＋2Cr＋4CO。如果要制取不含铁的铬单质，可将铬铁矿与碳酸钠强热而成为水溶性的铬酸盐(其中铁转换为不溶性的Fe2O3)，进一步用水浸取、酸化使重铬酸盐析出。接着加热还原而变为Cr2O3，再用铝等还原就可得到金属铬
(3)化学性质
①室温下化学性质稳定，潮湿空气中也不会被腐蚀，因此常被用于制作不锈钢和镀铬
②铬比较活泼，能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色Cr2+溶液，而后为空气所氧化成绿色的Cr3+溶液
铬缓慢地溶于稀盐酸和稀硫酸中，先有铬(II)生成：Cr＋2HCl===CrCl2(蓝色)＋H2↑
铬(II)在空气中迅速被氧化成铬(III)：4CrCl2＋4HCl＋O2===4CrCl3(绿色)＋2H2O
③铬在冷、浓HNO3中钝化
3．铬的化合物
铬元素的常见价态有＋6、＋3、＋2价。在酸性介质中，Cr2＋具有强的还原性，Cr3＋的还原性较弱，只有用强氧化剂才能将Cr3＋氧化成Cr2O，＋6价铬在酸性条件下以Cr2O存在，具有强氧化性，在碱性介质中以CrO存在
(1)铬(III)的氧化物——Cr2O3：绿色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱
①与酸反应：Cr2O3＋3H2SO4===Cr2(SO4)3＋3H2O [Cr2(SO4)3为无水盐为玫瑰色粉末]
②与碱反应：Cr2O3＋2NaOH===2NaCrO2(绿色)＋H2O
(2)铬(III)的氢氧化物——Cr(OH)3：灰蓝色，两性氧化物，既溶于酸，也溶于碱
①与酸反应：Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O
②与碱反应：Cr(OH)3＋OH－===CrO＋2H2O或Cr(OH)3＋OH－===Cr(OH)(绿色)
Cr2O3和Cr(OH)3显两性，其转化关：Cr3＋(紫色)Cr(OH)3(灰蓝色)[Cr(OH)4]－(绿色)
反应的离子方程式 ①Cr3＋＋3OH－===Cr(OH)3↓②Cr(OH)3＋OH－===[Cr(OH)4]－，Cr3＋＋4OH－===[Cr(OH)4]－③[Cr(OH)4]－＋H＋===Cr(OH)3↓＋H2O④Cr(OH)3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O，[Cr(OH)4]－＋4H＋===Cr3＋＋4H2O
(3)Cr(Ⅲ)的还原性
①Cr3＋在酸性条件下是稳定的，但在碱性条件下能氧化成CrO：2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrO＋8H2O
②在碱性溶液中，亚铬酸盐(CrO)可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐
2CrO＋3H2O2＋2OH－===2CrO＋4H2O，2CrO＋3Na2O2＋2H2O===2CrO＋6Na＋＋4OH－
(3)铬(VI)化合物
①存在形式与转化
CrO Cr2O CrO3 CrO22+
黄色 橙色 红、针状 深红
a．碱中单聚酸根CrO，酸中二聚Cr2O72－：2CrO＋2H+Cr2O＋H2O K＝1.0×1014
b．强酸中以CrO3形式存在。例如，配制洗液时 H2SO4 (浓)与 K2Cr2O7混合，就有CrO3红色针状晶体析出
K2Cr2O7＋2H2SO4 (浓)===2KHSO4＋2CrO3＋H2O
c．酸性过强时铬(VI)以CrO22+离子形式存在。CrO22+称为铬氧基，或铬酰基。CrO2Cl2是深红色液体，其形
态象溴，易挥发。K2Cr2O7和KCl粉末相混合，滴加浓H2SO4，加热则有CrO2Cl2挥发出来
K2Cr2O7＋4KCl＋3H2SO4===2CrO2Cl2↑＋3K2SO4＋3H2O
②铬(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2O和CrO存在下列平衡
2CrO(黄色)＋2H＋Cr2O(橙红色)＋H2O
在酸性条件下，主要以Cr2O形式存在，在碱性条件下，上述平衡逆向移动，主要以CrO形式存在
③Cr(Ⅵ)的氧化性：K2Cr2O7及K2CrO4均为＋6价铬的化合物，具有强氧化性，在酸性溶液中，Cr2O具有强氧化性，在酸性条件下的还原产物均为Cr3＋；但在碱性溶液中CrO的氧化性要弱的多
Cr2O＋3SO＋8H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O
Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O，
Cr2O＋6Cl－＋14H＋===2Cr3＋＋3Cl2↑＋7H2O
Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
2CrO＋3SO＋10H＋===2Cr3＋＋3SO＋5H2O
【巩固练习】
1．(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，下列说法错误的是(　　)
A．“焙烧”中产生CO2 B．滤渣的主要成分为Fe(OH)2
C．滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO D．淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
2．以某冶金工业产生的废渣(含Cr2O3、SiO2及少量的Al2O3)为原料，根据下列流程可制备K2Cr2O7。下列说法正确的是(　　)
A．煅烧时没有发生氧化还原反应
B．滤渣Ⅱ中主要成分是Al(OH)3
C．可循环使用的物质是CO2和Na2CO3
D．由Na2CrO4转化为K2Cr2O7的过程中需加入KOH
3．铬渣(主要成分为Cr2O3，同时含有少量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图，下列判断正确的是(　　)
已知：①焙烧产生一种无污染气体；②PbCrO4难溶于水，易溶于无机强酸或强碱溶液
A．焙烧过程中发生反应的方程式为5Cr2O3＋14NaOH＋6NaNO3===10Na2CrO4＋3N2↑＋7H2O
B．为防止引入新杂质，可加入Cr2O3调节溶液pH
C．流程中可回收利用的物质有NaNO3、Pb(NO3)2
D．为防止洗涤时生成过多副产物PbCr2O7，洗涤液中应加入少量NaOH
4．以某冶金工业产生的废渣(含Cr2O3、SiO2及少量的Al2O3)为原料，根据下列流程可制备K2Cr2O7。下列说法正确的是(　　)
A．煅烧时没有发生氧化还原反应
B．滤渣Ⅱ中主要成分是Al(OH)3
C．可循环使用的物质是CO2和Na2CO3
D．由Na2CrO4转化为K2Cr2O7的过程中需加入KOH
5．实验室模拟工业处理含铬废水，操作及现象如图甲所示，反应过程中铬元素的化合价变化如图乙。已知：深蓝色溶液中生成了CrO5。下列说法不正确的是(　　)
A．0～5 s过程中，发生的离子反应为Cr2O＋4H2O2＋2H＋===2CrO5＋5H2O
B．实验开始至30 s，溶液中发生的总反应离子方程式为Cr2O＋3H2O2＋8H＋===2Cr3＋＋3O2↑＋7H2O
C．30～80 s过程中，Cr元素被氧化，可能是溶解的氧气和剩余的H2O2所致
D．0～80 s时，溶液中含铬微粒依次发生氧化反应、还原反应和氧化反应
6．铬与铝性质相似，但活泼性比铝弱、熔点比铝高。下列说法错误的是(　　)
A．可用铝热反应制备铬
B．常温下铬在浓硝酸中发生钝化
C．可直接蒸发CrCl3溶液制备无水CrCl3
D．已知碱性条件下，Cr(Ⅲ)可被氧化为Cr(Ⅵ)，则其氧化产物为CrO
7．某课题组以铬铁矿粉[主要成分为Fe(CrO2)2，还含有Al2O3、SiO2等杂质]为主要原料制备Cr2O3，有关实验流程如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．过滤时需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒
B．“反应Ⅲ”每消耗32 g硫黄，能产生2 mol Cr(OH)3
C．图中“滤渣”的成分是Al(OH)3和H2SiO3
D．“焙烧”时Fe(CrO2)2发生反应：4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2
8．以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2，含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]为主要原料生产重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的主要工艺流程如图，关于该流程说法错误的是(　　)
A．煅烧生成Na2CrO4的化学方程式为4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2
B．SiO2在“浸出过滤”步骤中和Fe2O3一起除去
C．Na2CrO4到Na2Cr2O7转化的原理为2H＋＋2CrOCr2O＋H2O
D．该工艺中“煅烧”产生的CO2可用于“除杂”步骤以节约生产成本，完全除去[Al(OH)]发生的离子反应为
CO2＋[Al(OH)]===Al(OH)3↓＋HCO
9．某铬贫矿主要成分为Fe(CrO2)2，还含有Fe2O3、MgO、Al2O3，采用次氯酸钠法处理矿石并制备CrO3的工艺流程如图，已知“氧化浸出”时铁以最高价氧化物存在。下列说法错误的是(　　)
A．“氧化浸出”时煮沸的目的是加快氧化浸出速率
B．滤渣的主要成分是MgO、Fe2O3
C．化合物Ⅰ为NaOH，化合物Ⅱ为NaHCO3
D．实验室进行“混合”时，将Na2Cr2O7溶液缓慢倒入浓硫酸中，边倒边搅拌
10．(2023·新课标卷)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O存在，在碱性介质中以CrO存在
回答下列问题：
(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为___________(填化学式)
(2)水浸渣中主要有SiO2和___________
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是___________
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH＜9时，会导致___________；pH＞9时，会导致___________
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH＜1时，溶解为VO或VO3+在碱性条件下，溶解为VO或VO，上述性质说明V2O5具有___________(填标号)
A．酸性 B．碱性 C．两性
(6)”还原“步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为____________________
11．(2021 山东卷)工业上以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7 2H2O)的工艺流程如图。回答下列问题：
(1)焙烧的目的是将FeCr2O4转化为Na2CrO4并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐，焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是_______________________
(2)矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c与pH的关系如图所示。当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol L-1时，可认为已除尽。中和时pH的理论范围为______________；酸化的目的是___________________________
____________________；Fe元素在______________(填操作单元的名称)过程中除去
(3)蒸发结晶时，过度蒸发将导致________________________________________；冷却结晶所得母液中，除Na2Cr2O7外，可在上述流程中循环利用的物质还有___________
(4)利用膜电解技术(装置如上图所示)，以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7的总反应方程式为：4Na2CrO4+4H2O2Na2Cr2O7+4NaOH+2H2↑+O2↑。则Na2Cr2O7在_________(填“阴”或“阳”)极室制得，电解时通过膜的离子主要为_________
12．(2021 河北卷)绿色化学在推动社会可持续发展中发挥着重要作用。某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法制备高价铬盐的新工艺，该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠和空气以外的其他原料，不产生废弃物，实现了Cr－Fe－Al－Mg的深度利用和Na+内循环。工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是__________(填元素符号)
(2)工序①的名称为_________________
(3)滤渣的主要成分是______________(填化学式)
(4)工序③中发生反应的离子方程式为___________________
(5)物质V可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为__，可代替NaOH的化学试剂还有_____________(填化学式)
(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序_______(填“①”或“②”或“③”或“④”)参与内循环
(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的pH为________(通常认为溶液中离子浓度小于10－5mol L－1为沉淀完全；A1(OH)3＋OH－Al(OH) K＝100.63，Kw＝10－14，Ksp[A1(OH)3]＝10－33)
13．(2021 浙江1月)某兴趣小组用铬铁矿[Fe(CrO2)2]制备K2Cr2O7晶体，流程如下：
已知 ：4Fe(CrO2)2＋10Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋4NaFeO2＋10CO2
2H＋＋2CrOCr2O＋H2O
相关物质的溶解度随温度变化如下图。
请回答：
(1)步骤Ⅰ，将铬铁矿粉碎有利于加快高温氧化的速率，其理由是________________________________
(2)下列说法正确的是________
A．步骤Ⅱ，低温可提高浸取率
B．步骤Ⅱ，过滤可除去NaFeO2水解产生的Fe(OH)3
C．步骤Ⅲ，酸化的目的主要是使Na2CrO4转变为Na2Cr2O7
D．步骤Ⅳ，所得滤渣的主要成分是Na2SO4和Na2CO3
(3)步骤Ⅴ，重结晶前，为了得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品，从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序：溶解KCl→(____)→(____)→(____)→(____)→重结晶
a．50 ℃蒸发溶剂 b．100 ℃蒸发溶剂 c．抽滤 d．冷却至室温
e．蒸发至溶液出现晶膜，停止加热 f．蒸发至溶液中出现大量晶体，停止加热
(4)为了测定K2Cr2O7产品的纯度，可采用氧化还原滴定法
①下列关于滴定分析的操作，不正确的是________。
A．用量筒量取25.00 mL待测液转移至锥形瓶
B．滴定时要适当控制滴定速度
C．滴定时应一直观察滴定管中溶液体积的变化
D．读数时应将滴定管从架上取下，捏住管上端无刻度处，使滴定管保持垂直
E．平行滴定时，须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下
②在接近终点时，使用“半滴操作”可提高测量的准确度。其方法是：将旋塞稍稍转动，使半滴溶液悬于管口，用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落，________，继续摇动锥形瓶，观察颜色变化。(请在横线上补全操作)
(5)该小组用滴定法准确测得产品中K2Cr2O7的质量分数为98.50%。某同学还用分光光度法测定产品纯度(K2Cr2O7溶液的吸光度与其浓度成正比例)，但测得的质量分数明显偏低。分析其原因，发现配制K2Cr2O7待测水溶液时少加了一种试剂。该试剂是________，添加该试剂的理由是________________________________
14．(2017·天津卷)某混合物浆液含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4,。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(见图2)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的问题。
Ⅰ．固体混合物的分离和利用（流程图中的部分分离操作和反应条件未标明）
(1)反应①所加试剂NaOH的电子式为_____________，B→C的反应条件为______________，C→Al的制备方法称为______________
(2)该小组探究反应②发生的条件。D与浓盐酸混合，不加热，无变化，加热有Cl2生成，当反应停止后，固体有剩余，此时滴加硫酸，又产生Cl2。由此判断影响该反应有效进行的因素有___________
a．温度 b．Cl－的浓度 c．溶液的酸度
(3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为______________________________
Ⅱ．含铬元素溶液的分离和利用
(4)用惰性电极电解时，CrO能从浆液中分离出来的原因是__________，分离后含铬元素的粒子是_________；阴极室生成的物质为___________(写化学式)
15．(2017·全国III卷)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示，回答下列问题：
(1)步骤①的主要反应为：FeO·Cr2O3＋Na2CO3＋NaNO3Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2＋NaNO2。上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是________
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是________，滤渣2的主要成分是________及含硅杂质
(3)步骤④调滤液2的pH使之变________(填“大”或“小”)，原因是__________________(用离子方程式表示)
(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多，步骤⑤的反应类型是_________________________
a．80 ℃　　b．60 ℃　　c．40 ℃　　d．10 ℃
(5)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7，最终得到产品m2 kg，产率为________
16．已知在水溶液中Cr2O呈橙色，CrO呈黄色，Cr3＋呈绿色，当K2Cr2O7晶体溶于水时，存在下列平衡：
Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋
(1)向K2Cr2O7溶液中滴加H2SO4溶液时，观察到的现象是_________________________________
(2)再向(1)中所得溶液中通入H2S气体，观察到溶液呈绿色，并有黄色沉淀生成，此反应的离子方程式是____________________________________________________________
(3)向(1)中所得的溶液中加入KI和淀粉的混合溶液，其现象是__________________________________，这时原溶液中数目减少的离子是________
17．铬(Cr)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。工业上以铬铁矿(主要成分为FeCr2O4，含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)为提高焙烧效率，可以采取的措施为____________________________________________
(2)亚铬酸亚铁(FeCr2O4)中Cr的化合价为________，“焙烧”中FeCr2O4反应的化学方程式为___________________________________________________
(3)“酸化”中反应的离子方程式为________，已知：“酸化”后溶液中c(Cr2O)＝1.6×10－3mol·L－1，c(CrO)＝2×10－8mol·L－1。则该温度下该反应的平衡常数为______
(4)“沉铝”需控制pH＝6～10的原因为____________________________________________
(5)以铬酸钾(K2CrO4)为原料，用电化学法制备重铬酸钾的实验装置如图。
测定阳极液中K和Cr的含量，若K与Cr的物质的量之比()为a，则此时铬酸钾的转化率为______
18．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如图：
已知硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3＋，其次是Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和Mg2＋
(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有_______________、____________________(答出两点)
(2)H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3＋转化为Cr2O，则此反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为__________
(3)常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示：
阳离子 Fe3＋ Al3＋ Cr3＋
开始沉淀时的pH 2.7 － －
沉淀完全时的pH 3.7 5.4(＞8溶解) 9(＞9溶解)
①用NaOH调节溶液的pH不能超过8，其理由是_____________________________________。
②当pH＝8时，Mg2＋______________ (填“是”或“否”)开始沉淀(溶液中Mg2＋浓度不超过1 mol·L－1)。已知：Ksp[Mg(OH)2]＝1.8×10－11。
(4)上述流程中，加入NaOH溶液后，溶液呈碱性，Cr2O转化为CrO，写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：___________________________________________
19．铬及其化合物有许多独特的性质和用途。如炼钢时加入一定量的铬可得到不锈钢，K2Cr2O7是实验中常用的强氧化剂之一
(1)铬可形成CrCl3、NaCrO2等盐类物质，则NaCrO2中铬元素的化合价为_____，由此知Cr2O3是__________(填“酸性”“碱性”或“两性”)化合物
(2)某化工厂利用湿法从主要含有锌、铜、铁、铬、镉(Cd)、钴(Co)等单质的铜铬渣中回收铬的流程如下：
几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
氢氧化物 Fe(OH)3 Zn(OH)2 Cd(OH)2 Cr(OH)3
开始沉淀的pH 1.5 8 7.2 6
沉淀完全的pH 3.3 12 9.5 8
①料渣Ⅰ中只含有一种金属单质，该单质是________________________________________，氧化过程中由铁、铬形成的离子均被氧化，则pH的调控范围是____________
②酸浸时形成的金属离子的价态均相同，料渣Ⅱ中含有大量的CoAs合金，请写出除钴时反应的离子方程式：_________________________________________，氧化过程中氧化产物与还原产物物质的量之比为_______
(3)砷酸可用于制造有机颜料、杀虫剂等，将料渣Ⅱ用NaOH处理后可得到亚砷酸钠(Na3AsO3)，再利用如下图所示的三室电解池进行电解可得到砷酸(H3AsO4)及NaOH
则a极应接电源的______极，b电极上电极反应式为_______________________________
20．K2Cr2O7是一种重要的化工原料。以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3，还含有Al2O3等杂质)为原料制备K2Cr2O7的一种工艺流程如下：
已知：(a)Cr2O＋H2O2CrO＋2H＋
(b)不同温度下各物质的溶解度：
物质 KCl NaCl K2Cr2O7 Na2Cr2O7
溶解度(g/100g H2O) 0 ℃ 28 35.7 4.7 163
40 ℃ 40.1 36.4 26.3 215
80 ℃ 51.3 38 70 376
(c)步骤①的主要反应为2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO34Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋7NaNO2。
(1)“滤渣1”和“滤渣2”的主要成分分别是________、________(填化学式)。写出步骤③的离子反应方程式____________________________；步骤④中调pH，以下试剂可选用________
A．NH3　　　　　B．KOH　　　　　C．CH3COOH　　　　　D．HCl
(2)在步骤⑤中加入适量KCl，_________________________，过滤得到K2Cr2O7固体
(3)某工厂用a kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制K2Cr2O7，最终得到产品b kg，产率为________×100%(列计算式)
(4)化学还原法可除去废水中的Cr2O，取含Cr2O的模拟水样在不同pH条件下，分别向每个水样中加一定量的FeSO4、NaHSO3，搅拌，充分反应，然后滴加Ca(OH)2悬浊液，静置沉淀，测定＋6价Cr的去除率，实验结果如图所示
①在酸性条件下，NaHSO3使Cr2O还原为Cr3＋，请写出NaHSO3与Cr2O反应的离子方程式：______________
②pH>8时，亚铁盐对＋6价Cr的去除效果反而下降，可能的原因是___________________________________
21．工业废水中常含有一定量的Cr2O，易被人体吸收积累而导致肝癌。处理工业含铬废水的方法通常是将Cr2O转化为Cr3＋，再将Cr3＋转化为Cr(OH)3沉淀。
(1)利用硫酸工业废气中的SO2可以处理酸性含铬废水，用离子方程式表示反应原理：______________________
(2)已知Ksp[Cr(OH)3]＝1×10－30。室温下，除去被SO2还原所得溶液中的Cr3＋[使c(Cr3＋)≤1×10－6 mol·L－1]，需调节溶液的pH至少为________
(3)Cr(OH)3和Al(OH)3类似，也是两性氢氧化物。写出Cr(OH)3的酸式电离方程式：___________________________
(4)Cr3＋在强碱溶液中可被双氧水氧化为CrO，发生反应的离子方程式为________________________。控制其他条件不变，反应温度对Cr3＋转化率的影响如图所示。请分析温度超过70 ℃时，Cr3＋转化率下降的原因是______________________________________________________________________
【铬及其化合物】答案
1．B。解析：　
焙烧时Cr2O3发生反应：2Cr2O3＋4Na2CO3＋3O24Na2CrO4＋4CO2，有CO2产生，A项正确；焙烧时FeO发生反应：4FeO＋O22Fe2O3，滤渣的主要成分为Fe2O3，B项错误；水浸后滤液①中主要溶质为Na2CrO4，Cr元素的主要存在形式为CrO，C项正确；淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖具有还原性，能将CrO还原为Cr(OH)3，D项正确。
2．C。解析：向废渣中加入碳酸钠和氧气并煅烧，发生如下反应：4Na2CO3＋2Cr2O3＋3O24Na2CrO4＋4CO2，Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑， Na2CO3＋Al2O32NaAlO2＋CO2↑，水浸之后，溶液中含有Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2、Na2CO3，向溶液中通入二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，过滤，滤液中含有Na2CrO4、Na2CO3，再向溶液中加硫酸，2Na2CrO4＋H2SO4===Na2Cr2O7＋Na2SO4＋H2O，再向溶液中加入KCl固体，就会有K2Cr2O7晶体析出。经上述分析知，煅烧时有氧化还原反应，A错误；用水浸之后，溶液中含有Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2、Na2CO3，向溶液中通入二氧化碳，会生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，B错误；从上述流程图可知，CO2和Na2CO3均可循环使用，C正确；由Na2CrO4转化为K2Cr2O7的过程中需加入硫酸和KCl固体，反应如下：2Na2CrO4＋H2SO4===Na2Cr2O7＋Na2SO4＋H2O，再向溶液中加入KCl固体，就会有K2Cr2O7晶体析出，D错误。
3．A。解析：将铬渣干燥粉碎后高温焙烧，Cr2O3和NaOH、NaNO3反应，Cr2O3转化为Na2CrO4，Cr元素化合价升高，并且产生一种无污染气体，由此推断该气体为N2，故化学方程式为5Cr2O3＋14NaOH＋6NaNO3===10Na2CrO4＋3N2↑＋7H2O，SiO2转化为Na2SiO3，Al2O3转化为NaAlO2，溶液浸出过滤后得到含有NaOH、NaNO3、Na2SiO3、NaAlO2、Na2CrO4的溶液，向溶液中加入酸，可以将NaAlO2转化为Al(OH)3沉淀，Na2SiO3转化为H2SiO3，从而除去Al、Si，为不引入新杂质，加入的酸应为硝酸，过滤后加入硝酸铅，得到PbCrO4沉淀，过滤、洗涤、干燥后得到PbCrO4。焙烧过程中发生反应的方程式为5Cr2O3＋14NaOH＋6NaNO3===10Na2CrO4＋3N2↑＋7H2O，A项正确；调节溶液pH，是为除去Al、Si，应加入硝酸，B项错误；NaNO3、Pb(NO3)2均溶于水中不易回收，C项错误；PbCrO4产品易溶于无机强碱溶液，故洗涤液时不能加入NaOH，D项错误。
4．C。解析：向废渣中加入碳酸钠和氧气并煅烧，发生反应4Na2CO3＋2Cr2O3＋3O24Na2CrO4＋4CO2↑，煅烧时发生氧化还原反应，A错误；用水浸之后，溶液中含有Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2、Na2CO3，向溶液中通入二氧化碳，会生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，B错误；从流程图可知，CO2和Na2CO3均可循环使用，C正确；由Na2CrO4转化为K2Cr2O7的过程中需加入硫酸和KCl固体，反应如下：2Na2CrO4＋H2SO4===Na2Cr2O7＋Na2SO4＋H2O，再向溶液中加入KCl固体，就会有K2Cr2O7晶体析出，D错误。
5．D。解析：0～5 s过程中，溶液中Cr元素的化合价都呈＋6价，发生的离子反应为Cr2O＋4H2O2＋2H＋===2CrO5＋5H2O，A正确；30～80 s过程中，Cr元素由＋3价升高到＋6价，失电子被氧化，由Cr3＋转化为CrO，可能是溶解的氧气和剩余的H2O2所致，C正确；0～80 s时，溶液中含铬微粒转化过程中Cr元素化合价变化为＋6→＋6、＋6→＋3、＋3→＋6，依次发生非氧化还原反应、还原反应和氧化反应，D不正确。
6．C。解析：解析：铬与铝性质相似，但活泼性比铝弱，故可用铝热反应制备铬，原理为2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr，A正确；铬与铝性质相似，常温下铝在浓硝酸、浓硫酸中发生钝化，故常温下铬在浓硝酸中发生钝化，B正确；铬与铝性质相似，故蒸发CrCl3溶液时由于CrCl3水解得到Cr(OH)3和HCl，HCl易挥发，促进水解正向进行，故直接蒸发CrCl3溶液不能制备无水CrCl3，C错误；Cr(Ⅲ)可被氧化为Cr(Ⅵ)，由Cr2O＋H2O 2CrO＋2H＋可知，氧化产物为CrO，D正确。
7．B。解析：铬铁矿为原料制备重铬酸钠，铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2，还含有Al2O3、SiO2等杂质]，铬铁矿经加入纯碱、空气和辅料氧化煅烧，主反应：4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2，副反应：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO3＋4H2O2Na[Al(OH)4]＋CO2↑，水浸之后除去生成的氧化铁，加入稀硫酸调节pH，除去溶液中的[Al(OH)]、SiO，经酸化、蒸发结晶后可生成重铬酸钠，加入硫黄，发生氧化还原反应生成Cr(OH)3，Cr(OH)3分解生成Cr2O3。过滤时需要的仪器有带铁圈的铁架台、漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒，其中玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，A正确；“反应Ⅲ”每消耗32 g (1 mol)硫黄，转移2 mol电子，能产生 mol Cr(OH)3，B错误； 加入稀硫酸调节pH，除去溶液中的[Al(OH)]、SiO，所以“滤渣”的成分应该有Al(OH)3和H2SiO3，C正确；分析可知，“焙烧”时Fe(CrO2)2发生反应：4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O22Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2，D正确。
8．B。解析：煅烧过程中加入纯碱，高温条件下SiO2会与纯碱发生反应，故B错误。
9．D。解析：温度升高，反应速率变快，A正确；Al2O3与NaOH溶液反应，则“滤渣”的主要成分为MgO、Fe2O3，B正确；由于电解时产生氢气和氯气，故会产生NaOH，“沉铝”时通入过量的CO2，产生NaHCO3，C正确；实验室进行“混合”时，将浓硫酸缓慢倒入Na2Cr2O7溶液中，边倒边搅拌，D错误。
10．(1)Na2CrO4
(2)Fe2O3
(3)Al(OH)3
(4)磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理 会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀
(5)C
(6)2Cr2O＋3S2O＋10H+===4Cr3+＋6SO＋5H2O
解析：由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化为相应的最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将Al元素转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到强氧化铝滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，过滤得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液；向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。
(1)由分析可知，煅烧过程中，铬元素转化为铬酸钠，故答案为：Na2CrO4；
(2)由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe2O3；
(3)由分析可知，沉淀步骤调pH到弱碱性的目的是将Al元素转化为氢氧化铝沉淀，故答案为：Al(OH)3；
(4)由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀，若溶液pH＜9时，磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理；若溶液pH＞9时，会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀，故答案为：磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理；会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀；
(5)由题给信息可知，五氧化二钒水能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液发生生成盐和水的两性氧化物，故选C；
(6)由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反应的离子方程式为2Cr2O＋3S2O＋10H+===4Cr3+＋6SO＋5H2O，故答案为：2Cr2O＋3S2O＋10H+===4Cr3+＋6SO＋5H2O。
11．(1)增大反应物接触面积，提高化学反应速率　
(2)4.5≤pH≤9.3　使2CrO＋H2OCr2O＋2OH－平衡正向移动，提高Na2Cr2O7的产率　浸取　
(3)所得溶液中含有大量Na2SO4·10H2O　H2SO4　
(4)阳　CrO
解析：以铬铁矿(FeCr2O4，含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)过程中，向铬铁矿中加入纯碱和O2进行焙烧，FeCr2O4转化为Na2Cr2O4，Fe(Ⅱ)被O2氧化成Fe2O3，Al、Si氧化物转化为NaAlO2、Na2SiO3，加入水进行“浸取”，Fe2O3不溶于水，过滤后向溶液中加入H2SO4调节溶液pH使AlO、SiO转化为沉淀过滤除去，再向滤液中加入H2SO4，将Na2Cr2O4转化为Na2Cr2O7，将溶液蒸发结晶将Na2SO4除去，所得溶液冷却结晶得到Na2Cr2O7·2H2O晶体，母液中还含有大量H2SO4。
(1)焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是利用热量使O2向上流动，增大反应物接触面积，提高化学反应速率。(2)中和时调节溶液pH目的是将AlO、SiO转化为沉淀过滤除去，由图可知，当溶液pH≥4.5时，Al3＋除尽，当溶液pH>9.3时，H2SiO3会再溶解生成SiO，因此中和时pH的理论范围为4.5≤pH≤9.3；将Al元素和Si元素除去后，溶液中Cr元素主要以Cr2O和CrO存在，溶液中存在平衡：2CrO＋H2OCr2O＋2OH－，降低溶液pH，可提高Na2Cr2O7的产率；由上述分析可知，Fe元素在“浸取”操作中除去。
(3)蒸发结晶时，Na2SO4主要以Na2SO4·10H2O存在，Na2SO4·10H2O的溶解度随温度升高先增大后减小，若蒸发结晶时，过度蒸发将导致所得溶液中含有大量Na2SO4·10H2O；由上述分析可知，流程中循环利用的物质除Na2Cr2O7外，还有H2SO4。
(4)由4Na2Cr2O4＋4H2O2Na2Cr2O7＋4NaOH＋2H2↑＋O2↑可知，电解过程中实质是电解水，阳极上OH－失去电子生成H2O和O2，阴极上H＋得到电子生成H2，由2CrO＋H2O??Cr2O＋2OH－可知，Cr2O在c(OH－)减小的电极室中制得，即Na2Cr2O7在阳极室产生；电解过程中，阳极室中c(OH－)减小，CrO水解平衡正向移动，c(CrO)减小，c(Cr2O)增大，为提高制备Na2Cr2O7的效率，CrO通过离子交换膜移向阳极。
12．(1)Fe、Cr
(2)溶解
(3)Fe2O3、MgO
(4)2Na＋＋2CrO＋2CO2＋H2O===Cr2O＋2NaHCO3↓
(5)4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO3===8Na2CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O　Na2CO3
(6)②
(7)8.37
解析：铬铁矿与熔融NaOH和O2反应后经工序①得到滤渣Ⅰ和介稳态物质；介稳态相分离后得到Na2CrO4溶液、NaOH溶液和无色溶液，向无色溶液中通入过量气体A后生成Al(OH)3沉淀和物质V的溶液，又Na2CrO4溶液经工序③后得到Na2Cr2O7溶液和物质V(s)，所以气体A为CO2，物质V为NaHCO3。
(1)Fe(CrO2)2中的Fe为＋2价，易被氧化为＋3价；Fe(CrO2)2中的Cr为＋3价，在后续产物Na2CrO4中Cr为＋6价，因此高温连续氧化工序中被氧化的元素是Fe和Cr。
(2)工序①之后为过滤操作，因此加水的目的是溶解可溶性物质，工序①的名称为溶解。
(3)经高温连续氧化工序和工序①后铬铁矿转化为CrO、Al(OH)、Fe2O3和MgO，故滤渣Ⅰ的主要成分是Fe2O3和MgO。
(4)由分析可知，气体A为CO2，不溶性物质V为NaHCO3，故工序③中发生反应的离子方程式为2Na＋＋2CrO＋2CO2＋H2O===Cr2O＋2NaHCO3↓。
(5)由分析可知，物质V为NaHCO3，可代替高温连续氧化工序中的NaOH，此时发生的主要反应的化学方程式为4Fe(CrO2)2＋7O2＋16NaHCO3===8Na2 CrO4＋2Fe2O3＋16CO2＋8H2O；可代替NaOH的化学试剂需满足以下两点要求：一是显碱性，二是能提供Na＋，因此可代替NaOH的化学试剂还有Na2CO3。
(6)热解工序中产生的混合气体为CO2和水蒸气，最适宜返回工序②参与内循环。
(7)由题给方程式Al(OH)3＋OH－Al(OH)　K＝100.63，可得Al(OH)OH－＋Al(OH)3　K＝10－0.63，则K＝10－0.63＝eq \f(c（OH－）,c[Al（OH）])，通常认为溶液中离子浓度小于10－5 mol·L－1为沉淀完全，则10－0.63＝，可得c(OH－)＝10－5.63 mol·L－1，已知Kw＝10－14，所以pOH＝5.63，pH＝14－pOH＝8.37，故工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为Al(OH)3沉淀的pH为8.37。
13．(1)增大反应物的接触面积　
(2)BC　
(3)aedc　
(4)①AC　②再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁　
(5)H2SO4　抑制Cr2O转化为CrO，且与Cr2O不反应
解析：(1)固体反应物的反应速率与固体的表面积有关，反应物之间接触面积越大，反应速率越快，故将铬铁矿粉碎可增大反应物的接触面积，加快高温氧化的速率。(2)由题给各物质的溶解度随温度变化图像可知，温度越高，Na2CrO4的溶解度越大，所以高温可提高浸取率，A错误；水浸取时发生NaFeO2的水解反应：NaFeO2＋2H2ONaOH＋Fe(OH)3↓，过滤可除去Fe(OH)3，B正确；根据工艺流程可知，需要使Na2CrO4转变为Na2Cr2O7，结合已知反应2H＋＋2CrOCr2O＋H2O可知，硫酸酸化的目的就是实现该转化过程，C正确；步骤Ⅳ，所得滤渣显然是不溶于水的杂质，Na2SO4和Na2CO3都是易溶于水的钠盐，都应该存在于滤液中，D错误。(3)Na2Cr2O7中加入KCl发生反应Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl，根据题给各物质的溶解度随温度的变化曲线可知，K2Cr2O7的溶解度随温度升高明显增大，NaCl溶解度随温度升高变化不明显，50 ℃时K2Cr2O7、NaCl两者溶解度近似相等，溶液的成分主要是这两种物质，所以可以得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品，步骤Ⅴ，重结晶前的操作顺序为：溶解KCl→50 ℃蒸发溶剂→蒸发至溶液出现晶膜，停止加热(不选f是为了避免过度加热造成晶体飞溅)→冷却至室温→抽滤→重结晶。(4)①量筒的精确度是0.1 mL，不能用量筒量取25.00 mL溶液，A操作不正确；滴定时要适当控制滴定的速率，确保反应物之间充分反应，同时防止滴加过快使得滴加试剂过量，B操作正确；滴定时应一直观察锥形瓶中溶液颜色的变化，以便准确判断滴定的终点，C操作不正确；读数时应将滴定管从架上取下，捏住管上端无刻度处，使滴定管保持垂直，平视读取读数，D操作正确；为了确保每次滴定时滴定管中的溶液充足，平行滴定时，须重新装液并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下，并记录初始读数，E操作正确。②在接近滴定终点时，使用“半滴操作”的方法是：将旋塞稍稍转动，使半滴溶液悬于管口，用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落，再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁，继续摇动锥形瓶，观察颜色变化。(5)根据题意，K2Cr2O7溶液的吸光度与其浓度成正比例，在K2Cr2O7溶液中存在平衡Cr2O＋H2O??2H＋＋2CrO，即有部分Cr2O会转化为CrO，从而使测得的质量分数明显偏低，为抑制Cr2O转化为CrO，可加入与Cr2O不反应的酸，如硫酸。
14．(1) 加热(或煅烧) 电解法
(2)a c
(3)2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝ 85.6kJ·mol 1
(4)在直流电场作用下，CrO通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液
CrO和Cr2O NaOH和H2
15．(1)2∶7　陶瓷在高温下会与Na2CO3反应
(2)Fe　Al(OH)3
(3)小　2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O
(4)d　复分解反应
(5)×100%
解析：(1)由题中反应可知，FeO·Cr2O3是还原剂，Fe元素化合价由＋2升高到＋3，Cr元素化合价由＋3升高到＋6,1 mol FeO·Cr2O3失去7 mol电子；NaNO3是氧化剂，N元素化合价由＋5降低到＋3,1 mol NaNO3得到2 mol电子。根据电子守恒可得，FeO·Cr2O3和NaNO3的系数比为2∶7。步骤①不能使用陶瓷容器的原因是陶瓷在高温下会与Na2CO3反应。
(2)熔块中Fe2O3不溶于水，过滤后进入滤渣1，则滤渣1中含量最多的金属元素是铁。滤液1中含有AlO、SiO及CrO，调节溶液pH＝7，则SiO转化为H2SiO3、AlO转化为Al(OH)3，故滤渣2为Al(OH)3及含硅杂质。
(3)由流程图可知，滤液2通过调节pH使CrO转化为Cr2O，根据离子方程式2CrO＋2H＋??Cr2O＋H2O可知，增大H＋浓度，即pH变小，可以使上述平衡右移，有利于提高溶液中的Cr2O浓度。
(4)由图像可知，在10 ℃左右时得到的K2Cr2O7固体最多。发生反应为2KCl＋Na2Cr2O7===K2Cr2O7＋2NaCl，该反应为复分解反应。
(5)根据铬元素守恒可得：Cr2O3～K2Cr2O7，理论上m1 kg铬铁矿粉可制得K2Cr2O7的质量：×294 g·mol－1，则K2Cr2O7的产率为×100%＝×100%。
16．(1)溶液橙色加深
(2)Cr2O＋3H2S＋8H＋===2Cr3＋＋3S↓＋7H2O
(3)溶液呈蓝色　Cr2O、H＋
17．(1)将矿石粉碎或增大空气的量等(任选一条)　
(2)＋3　4FeCr2O4＋7O2＋8Na2CO32Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2
(3)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O　4×1014　
(4)pH高于10时，AlO不能完全转化为氢氧化铝，pH低于6时，氢氧化铝会继续溶解转化为铝离子，故需控制pH在6～10的范围，让AlO中铝以氢氧化铝形式存在而过滤除去　
(5)2－a
解析：(3)酸化时发生的反应为铬酸钠溶液与稀硫酸反应生成重铬酸钠和硫酸钠，反应的离子方程式为2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O；由题给数据可知，该反应的平衡常数K＝＝4×1014。(5)起始时＝a，设K2CrO4为1 mol，反应过程中有x mol K2CrO4转化为K2Cr2O7，则阳极区剩余的K2CrO4为(1－x) mol，对应的nK＝2(1－x) mol，nCr＝(1－x) mol，生成的K2Cr2O7为 mol，对应的nK＝x mol，nCr＝x mol，则＝＝a，解得x＝2－a，则转化率为2－a。
18．(1)升高温度(加热)　搅拌　
(2)3∶2　
(3)①pH超过8会使部分Al(OH)3溶解生成AlO，最终影响Cr回收与再利用　②否　
(4)3SO2＋2CrO＋12H2O===2Cr(OH)(H2O)5SO4↓＋SO＋2OH－
解析：(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是延长浸取时间、加快溶解速度等措施，可以升高温度增大物质的溶解度或搅拌加快溶解速度。(2)H2O2将Cr3＋转化为Cr2O，H2O2作氧化剂。Cr3＋被氧化，发生的反应为2Cr3＋＋3H2O2＋H2O===Cr2O＋8H＋，氧化剂和还原剂物质的量之比为3∶2。(3)①pH＝8时，Fe3＋、Al3＋已沉淀完全，pH＞8时，会使部分Al(OH)3溶解生成AlO，会影响Cr的回收与再利用。②当pH＝8时，Qc＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝1×
(10－6)2＝10－12(6)设铅泥中铅元素的质量分数为x，根据铅元素守恒可得：＝×4，解得x＝0.552 0，所以铅泥中铅元素的质量分数为55.20%。
19．(1)＋3　两性
(2)①铜　3.3≤pH＜6　②2Co2＋＋7Zn＋10H＋＋As2O5===7Zn2＋＋2CoAs＋5H2O　1∶1
(3)负　AsO－2e－＋H2O===AsO＋2H＋
解析：(1)由化合价规则知NaCrO2中铬元素价态为＋3，由铬形成CrCl3、NaCrO2两类盐及铝元素的性质类推，Cr2O3是两性化合物。(2)①铜不能与稀硫酸反应，故料渣Ⅰ是金属单质铜，调pH时得到Fe(OH)3沉淀，故溶液的pH应不小于3.3，但要小于6。②锌将Co2＋、As2O5还原为相应的单质，然后两种单质形成合金。氧化过程中是Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋、H2O2被还原为H2O，氧化产物与还原产物物质的量之比为1∶1。(3)电解时阳离子移向阴极，故a电极是阴极，与电源负极相连，b电极是阳极，AsO通过阴离子交换膜进入阳极区，AsO在阳极上失去电子转化为AsO：AsO－2e－＋H2O===AsO＋2H＋。
20．(1)Fe2O3　Al(OH)3　Al(OH)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO　C
(2)蒸发浓缩，冷却结晶
(3)　
(4)①3HSO＋Cr2O＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O　
②pH>8时，Fe2＋转化为Fe(OH)2，而Fe(OH)2易被空气中的O2氧化
解析：(1)步骤①发生的反应有2FeO·Cr2O3＋4Na2CO3＋7NaNO34Na2CrO4＋Fe2O3＋4CO2↑＋7NaNO2，Al2O3＋Na2CO3＋4H2O2Na[Al(OH)4] ＋CO2↑，在步骤④中调节pH是增大溶液中H＋浓度，使较多的CrO转化为Cr2O而盐酸易被氧化，只能用CH3COOH；(2)因K2Cr2O7的溶解度随温度降低而减小，则在步骤⑤中加入适量KCl后，应通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法得到K2Cr2O7固体；(3)根据铬元素的质量守恒可得关系式：Cr2O3～K2Cr2O7，a kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)理论上可制得K2Cr2O7质量为 g，产率为×100%＝×100%；(4)①由氧化还原反应得失电子守恒可得NaHSO3与Cr2O反应的离子方程式为3HSO＋Cr2O＋5H＋===2Cr3＋＋3SO＋4H2O；②pH>8时，Fe2＋转化为Fe(OH)2后易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，从而使＋6价Cr的去除率降低。
21．(1)Cr2O＋3SO2＋2H＋===2Cr3＋＋3SO＋H2O　
(2)6　
(3)Cr(OH)3＋H2OH＋＋[Cr(OH)4]－[或Cr(OH)3H＋＋CrO＋H2O]　
(4)2Cr3＋＋3H2O2＋10OH－===2CrO＋8H2O　双氧水在较高温度下发生分解，浓度降低
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