精练05 化学工艺流程常考元素：铬 -备战2025年高考 化学工艺流程 考点剖析 对点精练（全国通用）

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已知：①、的沸点分别为8.2℃、77℃；
②二苯铬不溶于水，微溶于乙醚和乙醇，在真空中160℃时升华，在潮湿空气中易被氧化。
下列说法正确的是
A．为了向“转化”提供稳定的气流，可用水浴加热并用氮气带出
B．中含有配位键，中心原子是Cl原子
C．“还原”中，还需通入一定量，主要目的是防止被氧化
D．“还原”后，经过滤、蒸馏水洗涤可得到纯净的二苯铬
2．（24-25高三·山东·模拟预测）铬的机械强度高、抗腐蚀性能好，从钒铬锰矿渣（主要成分为、、MnO）中提取铬的一种工艺流程如图：
已知：在酸性溶液中钒通常以钒酸根阴离子存在；在酸性环境中较稳定，在碱性环境中易被氧化为。
下列说法错误的是
A．“沉钒”过程利用了胶体的吸附性，使含钒微粒沉降
B．实验室模拟处理“沉铬”后的操作所用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒
C．“提纯”过程中使用溶液，原因是有还原性，将锰元素还原，实现与铬元素的分离
D．“转化”过程中发生反应为
3．（2024·河北沧州·三模）某工厂残矿渣中主要含有、，另有、、、、等杂质，某同学设计以下流程实现钒和铬的分离。
已知：
①常温下，在水中的溶解度为。
②五价钒元素的存在形式与的关系如下表所示：
下列说法不正确的是
A．“煅烧”、“溶浸”工序中钒元素和铬元素的主要存在形态并没有全部发生变化
B．滤渣1主要为和，滤渣2主要为
C．“除硅磷”工序中，必须调节适量，以免生成沉淀，降低的产量
D．“还原”工序中，发生反应：，再调节使转化为沉淀
4．（23-24高三上·安徽·模拟预测）用含铬不锈钢废渣(含SiO2、Cr2O3、Fe2O3、Al2O3等)制取Cr2O3(铬绿)的工艺流程如图所示，下列说法正确的是
已知：
(1)Cr(OH)3属于两性氢氧化物：
(2)当溶液中离子浓度≤1×10-5ml·L-1时，视为沉淀完全。
A．“碱熔”时，Cr2O3被氧化，SiO2、Al2O3转化为可溶性盐，Fe2O3转化为Fe(OH)3滤渣
B．“酸化”时，产生的滤渣为H2SiO3、A1(OH)3，加热近沸有利于形成沉淀
C．“沉铬”时，为了确保Cr3+完全沉淀，应加入过量的NaOH溶液
D．若室温下，沉铬恰好完全时，溶液的pH=8，则Cr(OH)3的溶度积常数
5．（2024·湖南·模拟预测）工业上处理含铬()酸性废水有多种方法，其中两种方法如下：
Ⅰ．还原法：含铬酸性废水(含等)沉淀(含等沉淀)
Ⅱ．电解法：含铬酸性废水沉淀[含等沉淀]
下列说法错误的是
A．和中的S原子都采用杂化
B．Ⅰ和Ⅱ中，等量的发生还原反应时消耗的的量不同
C．Ⅰ中参加反应的
D．Ⅱ中处理含的废水转移6ml电子
6．（2024·辽宁抚顺·模拟预测）铬酸铅俗称铬黄，是一种难溶于水的黄色固体，也是一种重要的黄色颜料，常用作橡胶、油墨、水彩、色纸等的着色剂。工业上用草酸泥渣(主要含草酸铅、硫酸铅)和铬矿渣(主要成分为，含有少量的、、)为原料制备铬酸铅，实现资源的回收再利用，其流程如下：
回答下列问题：
(1)元素位于元素周期表第 周期 族。
(2)“滤渣Ⅱ”的主要成分是 (填化学式)。
(3)“氧化焙烧”时，被氧化的反应的化学方程式为 。
(4)“一系列操作”包括 、粉碎。
(5)为了使产品更纯，需将“含、的溶液”分离提纯，依据如图所示的溶解度信息，“含、的溶液”分离提纯的操作是 。分离提纯后得到的固体的化学式为 。
(6)“焙烧”时加入碳酸钠是为了将硫酸铅转化为氧化铅，流程中加入碳酸钠的量为理论值的1.5倍，已知草酸泥渣中硫酸铅的含量为20.2%，则加入碳酸钠与草酸泥渣的质量之比为 。
7．（2024·湖南长沙·三模）某科研团队设计了一种熔盐液相氧化法对铬铁矿(主要成分，含氧化物杂质)进行处理制备高价铬盐的工艺流程如图。
已知：①最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在；
②在水溶液中以的形式存在。
回答下列问题：
(1)Cr的价电子排布式为 。
(2)铬铁矿在高温反应前需要粉碎处理的目的是 。
(3)“高温连续氧化”工序中发生反应的化学方程式为 。
(4)气体A是 (填化学式)。
(5)工序2中与气体A发生反应的离子除OH-还有 。
(6)若工序2中的铝元素恰好完全转化为沉淀，此时溶液中的 ，(通常认为溶液中离子浓度小于为沉淀完全；
(7)该工艺可以利用滤渣1提取，下图是晶胞，已知晶胞密度是，用表示阿伏加德罗常数的值，则d= nm(写出计算表达式即可)。
8．（2024·江苏·一模）以电镀废水（主要成分为及少量）为原料获得的过程如下：
已知：
①常温下，易溶于水。部分难溶物的溶度积常数如下表：
②Cr（Ⅵ）在酸性条件下主要以（橙红色）的形式存在，pH增大转化为（黄色）。，Cr（Ⅵ）较易还原生成（绿色）。
③时完全转化为，时开始转化为。
(1)“除杂”时调节废水pH将其中除去（浓度小于ml⋅L），需加入熟石灰控制废水pH大于 。
(2)“沉铬”时先加入调节废水pH，再加入使废水中的Cr（Ⅵ）转化为。调节后的废水pH对Cr（Ⅵ）沉淀率的影响如图所示。
①沉铬过程中将转化为反应的化学方程式为 。
②废水时，铬沉淀率随pH减小而下降的原因是 。
③在废水中加入沉淀前后废水pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。
(3)“转化”时将转化为。的转化率随着浓度的变化如图所示。当浓度超过0.450 ml⋅L时，Cr（Ⅵ）的转化率随浓度增大变化不明显，其原因是 。
(4)请补充完整由溶液制取的实验方案：向溶液中， ，静置过滤，洗涤，灼烧得到。（可选用的仪器与药品：、稀、NaOH溶液）
9．（2024·湖南长沙·二模）铬广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。工业上以碳素铬铁(铁铬合金)为原料，利用电解法制取金属铬的工艺流程如图所示：
已知：铁铵矾晶体的化学式为。
回答下列问题：
(1)“溶解”前，粉碎碳素铬铁的目的是 。
(2)“溶解”步骤中，需加热到105℃，写出铬与浓硫酸反应的化学方程式： ；碳素铬铁过量时会产生，阳极液()进入到“溶解”步骤中，与发生反应的离子方程式为 。
(3)若铬铵矾晶体为二十四水结晶水合物，属于复盐，其中铬的化合价为+3价，则铬铵矾晶体的化学式为 。
(4)若以惰性电极进行“电解”，Cr3+在阳极放电的电极反应式为 ，当外电路有0.6ml电子转移，则在阴极上生成铬的质量为 g。
(5)Cr单质的晶胞结构如图所示。已知晶体密度为，为阿伏加德罗常数的值，则Cr原子的半径为 nm(用含有、的代数式表示)。
10．（2024·四川攀枝花·三模）某工厂将制革工业污泥中的铬元素以难溶物CrOH(H2O)5SO4的形式回收，工艺流程如下，其中硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。
回答下列问题：
（1）4.8 ml/L的硫酸溶液密度为1.27g/cm3，该溶液中硫酸的质量分数是 。
（2）H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72－，写出此反应的离子方程式： 。
（3）常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：
①Cr (OH)3溶解于NaOH溶液时反应的离子方程式是 。
②加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr2O72－转化为CrO42－。滤液Ⅱ中阳离子主要有 ；但溶液的pH不能超过8，其理由是 。
（4）钠离子交换树脂的反应原理为Mn++nNaR→MRn+nNa+，利用钠离子交换树脂除去滤液Ⅱ中的金属阳离子是 。
（5）写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的化学方程式： 。
11．（2024·辽宁葫芦岛·一模）重铬酸钾(K2Cr2O7)常用作有机合成的氧化剂和催化剂等。由含铬废液(主要含Cr3＋、Fe3＋、K＋、SO42－等)制备K2Cr2O7的流程如图所示。
已知：
I.在酸性条件下，H2O2能将Cr2O72－还原为Cr3＋
II.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围：
回答下列问题：
（1）滤渣②的成分是 。
（2）写出“氧化”步骤中反应的化学方程式 。
（3）“加热”操作的目的是 。
（4）根据平衡移动原理解释酸化至pH＝1的目的是 (用离子方程式和适当文字说明)。
（5）通过下列实验可测定产品中K2Cr2O7(M＝294g/ml)的纯度：称取重铬酸钾试样1.470g，用100mL容量瓶配制成溶液。移取25.00mL溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和足量碘化钾(Cr2O72－的还原产物为Cr3＋)，放于暗处5min。然后加入一定量的水，加入淀粉指示剂，用0.1500ml/LNa2S2O3标准溶液滴定，共消耗标准液36.00mL。滴定时发生的反应的离子方程式为：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－。则所测定产品中K2Cr2O7的纯度为 。
（6）在K2Cr2O7存在下，可利用微生物电化学技术实现含苯酚废水的有效处理，其工作原理如图所示。
①负极的电极反应式为 ；
②一段时间后，中间室NaCl溶液的浓度 (填“增大”“减小”或“不变”)。
12．（2024·四川绵阳·一模）钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物，其主要成分为VO2·xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2。一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得Na2Cr2O7的工艺流程如下：
已知：
①“酸浸”后VO2·xH2O转化为VO2+；
②Cr(OH)3的Ksp近似为1×10-30；
③有关物质的溶解度(g/100gH2O)如下表所示：
回答下列问题：
(1)“滤渣”的主要成分是 ，“氧化”生成VO，发生反应的离子方程式为 。
(2)若“含Cr3+净化液”中c(Cr3+)=0.1ml/L，则“水解沉钒”调pH的范围是2.5～ 。
(3)“溶液1”中含CrO，加入H2O2后发生反应的离子方程式为 ，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)“多步操作”包括蒸发浓缩、 、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。
(5)研究温度对Na2S2O8与H2O2的氧化—水解沉钒率的影响，得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在90℃左右，降低温度能耗增加。由图可知，分别采用H2O2、Na2S2O8进行“氧化”时，应选择的适宜温度是 、 ，与Na2S2O8相比，采用H2O2氧化的主要不足之处有 (写出两点)。
13．（2024·吉林长春·三模）铬酸铅俗称铬黄，主要用于油漆、油墨、塑料以及橡胶等行业。一种以含铬废水(含、、)和草酸泥渣(含、)为原料制备铬酸铅的流程如图所示，已知：
(1)铬元素在周期表中的位置是 ，基态铬原子价电子排布式为 。
(2)草酸泥渣“粉碎”的目的是 ，“焙烧”时加入是为了将转化为，同时放出，该转化过程的化学方程式为 。
(3)滤渣的主要成分为、 (填化学式)。
(4)“氧化”步骤加入过氧化氢溶液发生反应的离子方程式为 。
(5)为了提高沉铬率，用平衡移动原理解释“酸溶”过程中所加硝酸不能过量的原因是 。
(6)处理含的废水时，被还原成，若投入，使金属阳离子恰好完全形成铁铬氧体沉淀，理论上还需要的物质的量为 。
14．（2024·山西太原·二模）铬是一种重要的金属材料，被广泛用于冶金、化工、耐火材料等行业。某铬铁矿的主要成分为Cr2O3、Fe2O3、FeO，还有少量MgO、Al2O3和杂质SiO2等，利用其制备多种铬产品和其他金属产品的工艺流程如下：
已知：Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑、 SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
回答下列问题：
(1)步骤①发生的主要反应为FeO+Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+NaNO2+A↑，反应时应选用何种材质的容器？_______(填字母)。
A．塑料B．刚玉C．铁D．石英
(2)步骤②的操作是 ，“滤渣 2”是Al(OH)3和 。 写出过量物质A与“滤液1"中溶质生成Al(OH)3的离子方程式： 。
(3)“滤液2”中的Na2CrO4需要用H2SO4酸化，用离子方程式表示该反应： 。
(4)制取高纯铬常用电解法和铝热法，铝热法的缺点是 。步骤④是在隔绝空气条件下，除生成Cr2O3外，还生成了Na2CO3和CO，若该反应中有3 ml Na2Cr2O7参加反应，则转移的电子为 ml。
(5)“滤渣1”中铁元素含量较高，具有回收价值。为回收金属，需要将含Fe3+的有机相进行反萃取。在有机相中Fe3+质量浓度为22.8 g/L、有机相与水相的体积比(V：Va)=1：1、反萃取时间为20min、反萃取温度为25°C条件下，不同浓度的4种反萃取剂对Fe3+反萃取率的影响实验结果如图所示。当反萃取剂的浓度均为0.5 ml·L-1时，反萃取效果最好的是 (填化学式)，在实际操作中需在该反萃取剂中加入一定量H3PO4溶液，其目的是 ；但H3PO4浓度不宜过大，其原因是 。[已知：(NH4)2HPO4溶液pH=7.8 ~8.2]
15．（2024·湖北荆州·三模）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，实现了的深度利用和内循环。工艺流程如图：
回答下列问题：
(1)高温连续氧化工序中主要反应的化学方程式为 。
(2)滤渣I的主要成分是 (填化学式)。
(3)工序③中发生反应的离子方程式为 。
(4)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。
(5)工序③也可以利用电解法制，工作原理如下图所示(a，b电极均为石墨)：b与电源的 极相连，制备时，理论上左侧溶液总质量增重 g。
(6)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉淀的为 。(通常认为溶液中离子浓度等于为恰好沉淀完全；已知)主要形式
阳离子
Fe3+
Mg2+
Al3+
Cr3+
开始沉淀时的pH
2.7
—
—
—
沉淀完全时的pH
3.7
11.1
5.4（>8溶解）
9（>9溶解）
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Cr3＋
4.9
6.8
Fe3＋
1.5
2.8
温度/℃
20
40
60
80
100
Na2Cr2O7
183.6
215.1
269.2
376.4
415.0
Na2SO4
19.5
48.8
45.3
43.7
42.5