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元素化学28：铬及其化合物 （时间：2.5 小时 满分：100 分） 第一题（7 分）元素推断 某化学元素 M，其常见化合价是＋2、＋3、＋6；其单质银灰色，硬而脆，硬度 9，熔点 1857±20℃；立方体心晶格，原子半径 1.25×10－10 米；标准电极电位（E0M3＋/M ）－0.74 伏。 不溶于水、硝酸、王水，溶于稀硫酸、盐酸。在空气中生成抗腐蚀性的致密氧化膜；在加热条 件下能与卤素、硫、氮、碳、硅、硼及一些金属化合。主要矿物有 Fe(MO ) 矿等。M 用于制 2 2 备电热丝、不锈钢、特种钢等，也用于电镀。M 能形成许多色彩鲜艳的化合物，可用于做颜料； M （Ⅲ）的氢氧化物难溶于水，可溶于强酸和强碱。 1．写出M 的元素符号，列举M 的＋3、＋6 常见化合物各一例。 2 ．利用M 的原子半径，计算其单质的密度。 3 ．为什么M 能溶于稀硫酸、盐酸，却不溶于硝酸、王水？ 4 ．写出M （Ⅲ）的氢氧化物溶于强酸和强碱时的离子方程式： 5 ．M 有一种重要的矾，属于复盐，含有10.41%的M （Ⅲ）和7.83%的另一种金属离子。 请确定该矾的化学式。 第二题（19 分）含铬废水的处理 铬及其化合物是电镀、金属加工、制革等行业必不可少的原料之一，但其生产和应用也产 生了大量的含铬（Ⅲ、Ⅵ）废水，严重威胁着周围的环境。通常认为三价铬毒性很小，危害最 大的是六价铬的化合物，常用处理方法是将高价铬还原为低价铬。 1 NaHSO Cr( ) Cr( ) ．酸性条件下， 3 可直接将 Ⅵ还原为 Ⅲ ，写出离子反应方程式； 2 Cr( ) Na CO 碱化，再用某合适的氧化剂碱性条件下氧化，然后与铅盐 ．还原得到的 Ⅲ被 2 3 反应可用于制备铬黄（铬酸铅和硫酸铅混合物），写出离子反应方程式； 3 ．一种治理含Cr O 2 －酸性工业废水的方法是向废水中加入适当的NaCl ，用Fe 作电极进 2 7 行电解，最终铬以沉淀形式除去。 （1）写出电解时发生的电极反应式； 第 1 页（共12 页） （2 ）写出Cr O 2 －转变为Cr3＋的离子方程式； 2 7 （3 ）写出沉淀的成分； （4 ）电解过程中这些沉淀是怎样产生的？ （5 ）若pH 过大，会有什么现象？ 4 ．国外科学家研究一种技术，认为能较好地解决铬的废物利用与环境污染问题。工艺主 要如下：①污泥与普通粘土以一定比例混合（污泥占25%～30% ）后做成砖坯，在窑中850℃～ 950℃温度灼烧；②灼烧的前期，向窑中鼓入补充了氧气的空气；③灼烧的后期改用普通空气， 且故意限制入窑空气的数量，使是缺氧状态烧制完成后，直至窑温降至200℃以下，才允许空 气自由流通。 （1）前期鼓入富氧空气，起什么作用？ （2 ）后期限制空气流入的量，是否必要？为什么？ 5 ．铁氧体法是处理含铬（Ⅵ）有毒废水的常用方法。其原理是：用FeSO 把废水中Cr O 2 4 2 7 －离子还原为Cr3＋离子，并通过调节pH，使生成物组成符合类似于Fe O （铁氧体）的复合氧 3 4 化物Cr 3＋Fe － 3＋Fe2 ＋O 。 x 2 x 4 （ 1）处理废水时，需加废水中铬（用CrO 表示）的质量多少倍的固体FeSO