新高考化学一轮复习考点巩固练习18 金属及其化合物制备流程（Cr）（解析版）

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铬:元素符号Cr，原子序数24，原子量51.996，外围电子排布3d54s1，位于第四周期ⅥB族。主要化合价+2、+3、+6。
一、物理性质：
银白色有光泽金属，含有杂质的铬硬而脆，高纯铬有延展性。
二、化学性质：
耐腐蚀性强，不溶于水，在空气中即便是在高温下氧化也很缓慢。高温下，铬能与卤素、硫、氮、碳等化合，也能跟水蒸气反应。能慢慢地溶于稀盐酸、稀硫酸、生成二价铬盐(蓝色)，与空气接触时很快被氧化成三价铬盐(绿色)。铬能与浓硫酸反应，但不溶于浓硝酸，因表面生成致密氧化膜而呈钝态。能被熔融碱侵蚀。与氢反应生成CrH2。
三、用途：
主要用于制不锈钢及耐高温耐腐蚀的高强度的合金，制电阻合金，还用于电镀。1797年法国人沃克兰发现了铬。主要矿物有铬铁矿Fe(CrO2)2。由电解铬氨钒溶液或铬酸溶液制得，也可用铝粉还原氧化铬制得。
四、铬的冶炼工艺流程
金属铬的冶炼方法主要有：金属热还原法（铝热法）、电解法及其他高温冶金法。另外，钢铁工业中广泛应用的铬铁合金和硅铬合金是用电炉冶炼的。
铝热法包括从铬矿制取氧化铬和铝还原氧化铬制得金属铬两道工序，主要工艺流程如图1。
电解法生产一般用碳素铬铁作原料，采用铬铵矾法电解流程如图2。
【专题精练】
1．(2021届普洱景东高三期末)铬是用途广泛的金属元素，但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。
(1)还原沉淀法是处理含Cr2O和CrO工业废水的一种常用方法，其工艺流程为：CrO Cr2O Cr3+ Cr(OH)3↓
其中第Ⅰ步存在平衡：2CrO (黄色)+2H+Cr2O (橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=0，该溶液显___________色。
②根据2CrO+2H+Cr2O+H2O，设计如图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。 Na2Cr2O7中铬元素的化合价为___________，图中右侧电极连接电源的___________极，其电极反应式为___________。
③第Ⅱ步反应的离子方程式：___________。
(2)CrO3具有强氧化性，遇到有机物(如酒精)时，猛烈反应以至着火。若该过程中乙醇被氧化成乙酸，CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3 。 完成该反应的化学方程式：
□CrO3+□C2H5OH+□H2SO4=□Cr2(SO4)3+□CH3COOH+□_______
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(1)硒与氧为同主族元素，硒的原子结构示意图为_______。
(2)由硒在周期表中的位置分析判断下列说法不正确的是_______(填标号)
A．沸点： B．热稳性：
C．还原性： D．原子半径：
(3)人体内产生的活性氧能加速人体衰老，被称为“生命杀手”，化学家尝试用及其他富硒物质清除人体内的活性氧，此时表现出_______性。
(4)+6价铬的化合物毒性较大，用甲醇酸性燃料电池电解处理酸性含铬废水(主要含有)的原理示意图如下图所示。
①M极的电极反应式为_______，N极附近的pH_______(填“变大”或“变小”或“不变”)
②写出电解池中转化为的离子方程式_______。
③当甲池中消耗甲醇时，甲池中N极区增重_______g，乙池中两电极的质量差为_______g(已知电解前乙池中两电极质量相同)。
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已知：煅烧时，发生的反应为：
(1)元素在元素周期表中的位置为___________，该元素最高化合价___________。
(2)煅烧时，发生反应的化学方程式为___________。
(3)浸出液中除了含有(在电解过程中不反应)外，还含有___________(填化学式)。电解沉积过程中析出单质铜的电极为___________极。
(4)工业上用重铬酸钠母液生产重铬酸钾的工艺流程如图所示：
通过冷却结晶能析出大量的原因是___________。
(5)测定产品中含量的方法如下：称取试样配成溶液，取置于锥形瓶中，加入足量稀硫酸和几滴指示剂，用标准液进行滴定。滴定过程中发生反应的离子方程式为___________。若三次实验消耗标准液的体积平均为，则所得产品中的纯度为___________(保留三位有效数字)。
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4．(2021届肇庆高三二模)为解决国家“973计划”中钒、铬资源的利用问题，2013年6月攀钢成立“钒铬渣分离提取钒铬技术研究”课题组，2020年5月课题组公布了提取钒铬的工艺流程：
已知：
①钒铬渣中含有，及等；
②时，的溶度积常数为；。
回答下列问题：
(1)“氧化焙烧”时，钒铬渣中化合价发生变化的元素为铬及______(用元素名称表示)。
(2)为加快“水浸”速率，可采取的措施为______(写出一种即可)。
(3)“除杂”产生的滤渣2的成分是______(用化学式表示)。
(4)写出“煅烧”时反应的化学方程式______(已知“沉钒”时析出正五价钒的含氧酸铵盐)。
(5)“还原”溶液中的时发生反应的离子方程式为______，已知双氧水还原的效率与温度的关系如图，分析时，双氧水还原效率最高的原因______。
(6)“沉铬”过程中，含铬元素的离子刚好完全沉淀时，溶液的pH=______(已知溶液中离子浓度时认为已完全沉淀)。
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(1)Cr(Ⅵ)包括CrO和Cr2O，我国排放标准是每升废水铬元素含量不超过0.5 mg·L-1。
①转化反应：2CrO+2H+⇌Cr2O+H2O的平衡常数表达式K=______。
②取某Cr(Ⅵ)废水(只含CrO)与2.0×1 0-4 ml·L-1 AgNO3溶液等体积混合，有棕红色Ag2CrO4沉淀，则原废水中六价铬超标______倍以上[已知Ksp(Ag2CrO4)=1.0×10-12]。
(2)铁氧体法处理含Cr2O废水的工艺流程中：
①“反应槽”中发生反应的离子方程式为______。
②在“加热曝气槽”中通入压缩空气的目的是______。
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已知：
①水浸出液中含有Na2ZnO2、Na2CrO4；
②Zn(OH)2和Al(OH)3的化学性质相似，属于两性氢氧化物。
回答下列问题：
(1)“煅烧”前，将铬铁矿粉碎，其目的是_______。
(2)“浸渣”中除了含有Fe2O3外，还含有_______。
(3)铬铁矿中主要成分“煅烧”时发生反应的化学方程式为_______。
(4)“沉锌”时，不能用过量的稀硫酸代替CO2，其理由是_______。
(5)“还原”时，发生反应的离子方程式为_______。
(6)水中的铬元素对水质有严重的危害。某化学兴趣小组用如图所示装置处理某工业含铬污水(pH为3.5～6.5，主要含Cr2O)。a接直流电源的_______(填“正极”或“负极”)；左池最终会产生Fe(OH)2和Cr(OH)3两种沉淀，从而达到消除铬污染的目的，写出生成这两种沉淀的离子方程式：_______。
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【三氧化二铬】亦称氧化铬。化学式Cr2O3，式量151.99。绿色六方晶体或无定形粉末。密度5.21克/厘米3，熔点2266±25℃，沸点4000℃。不溶于水，不溶于碱溶液，略溶于酸。具有磁性。用作分析试剂、催化剂、陶瓷釉彩原料、油漆颜料、制备铬合金和铬盐。实验室由重铬酸铵(NH4)2Cr2O7受热分解制得

【三氧化铬】亦称铬酸酐。化学式CrO3，式量99.99。红色正交晶体，常呈针状或柱状结晶。密度2.7克/厘米3，熔点196℃。易潮解，易溶于水，水溶液是铬酸。溶于醇、硝酸或硫酸。有强氧化性。有毒、有腐蚀性。用作分析试剂、强氧化剂，还用于镀铬、制铬酸盐、玻璃着色。由重铬酸钠与浓硫酸共热制得。
【铬酐】铬酸酐的简称，见三氧化铬条。
【氯化铬】别名三氯化铬。化学式CrCl3，式量158.38。无水氯化铬为强烈发光的紫色六角晶系的片状结晶。密度2.9克/厘米3，熔点1150℃。几乎不溶于水，与水长时间沸腾可形成绿色溶液。在空气中灼烧可变为三氧化三铬。六水合氯化铬CrCl3·6H2O有三种变体，分别呈深绿色、浅绿色和紫色。水合物易潮解，易溶于水。用作媒染剂、催化剂、无机合成。将三氧化二铬溶解在浓盐酸中，结晶可制得六水合氯化铬。