Question

【題目】某混合物漿液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考慮到膠體的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小組利用設(shè)計(jì)的電解分離裝置（見(jiàn)圖2），使?jié){液分離成固體混合物和含鉻元素溶液，并回收利用。回答Ⅰ和Ⅱ中的問(wèn)題。

Ⅰ．固體混合物的分離和利用（流程圖中的部分分離操作和反應(yīng)條件未標(biāo)明）

（1）反應(yīng)①所加試劑NaOH的電子式為_________，B→C的反應(yīng)條件為__________，C→Al的制備方法稱(chēng)為______________。

（2）該小組探究反應(yīng)②發(fā)生的條件。D與濃鹽酸混合，不加熱，無(wú)變化；加熱有Cl2生成，當(dāng)反應(yīng)停止后，固體有剩余，此時(shí)滴加硫酸，又產(chǎn)生Cl2。由此判斷影響該反應(yīng)有效進(jìn)行的因素有（填序號(hào)）___________。

a．溫度 b．Cl-的濃度 c．溶液的酸度

（3）0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物，放熱4.28 kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________。

Ⅱ．含鉻元素溶液的分離和利用

（4）用惰性電極電解時(shí)，CrO42-能從漿液中分離出來(lái)的原因是__________，分離后含鉻元素的粒子是_________；陰極室生成的物質(zhì)為___________（寫(xiě)化學(xué)式）。

Answer 1

【答案】 加熱（或煅燒） 電解法 a c 2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=85.6kJ·mol1 在直流電場(chǎng)作用下，CrO42-通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng)，脫離漿液 CrO42-和Cr2O72- NaOH和H2

【解析】惰性電極電解混合物漿液時(shí)，Na+移向陰極，CrO42-移向陽(yáng)極。Al(OH)3、MnO2剩下在固體混合物中。固體混合物加入NaOH時(shí)，Al(OH)3轉(zhuǎn)化為AlO2-，通入CO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，再加熱分解為Al2O3，最后熔融電解得Al。

（1）NaOH的電子式為；根據(jù)上述分析，B→C的條件為加熱或煅燒，C→Al的制備方法稱(chēng)為電解法。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案可知，D與濃鹽酸混合，不加熱，無(wú)變化；加熱有Cl2生成，可知溫度對(duì)該反應(yīng)有影響；當(dāng)反應(yīng)停止后，固體有剩余，此時(shí)滴加硫酸，又產(chǎn)生Cl2。說(shuō)明加入H+能繼續(xù)產(chǎn)生Cl2，可知溶液的酸度對(duì)該反應(yīng)有影響，綜上所述，影響該反應(yīng)的因素有溫度和溶液的酸度，故選ac。

（3）0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物，放熱4.28 kJ，配平方程式，可知2mol Cl2反應(yīng)放熱85.6kJ·mol1，由此可得該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=85.6kJ·mol1。

（4）用惰性電極電解時(shí)，在直流電場(chǎng)作用下，CrO42-通過(guò)陰離子交換膜向陽(yáng)極室移動(dòng)，脫離漿液，從而使CrO42-從漿液中分離出來(lái)；因2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，所以分離后含鉻元素的粒子是CrO42-和Cr2O72-；陰極室H+放電生成H2，剩余的OH-與透過(guò)陽(yáng)離子交換膜移過(guò)來(lái)的Na+結(jié)合生成NaOH，所以陰極室生成的物質(zhì)為NaOH和H2。