Question

【題目】鉻是一種銀白色金屬，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在化合物中常見+2、+3和+6價等價態(tài)。工業(yè)上以鉻鐵礦（主要成分為FeO·Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì)）為主要原料生產(chǎn)金屬鉻和重鉻酸鈉Na2Cr2O7·2H2O（已知Na2Cr2O7是一種強氧化劑），其主要工藝流程如下：

查閱資料得知：常溫下，NaBiO3不溶于水，有強氧化性，在堿性條件下，能將Cr3+轉(zhuǎn)化為CrO72-�；卮鹣铝袉栴}：

（1）濾渣D的化學(xué)式為________，溶液A中加入過量H2O2的離子方程式是_____________。

（2）工業(yè)上常采用熱還原法制備金屬鉻，寫出以Cr2O3為原料，利用鋁熱反應(yīng)制取金屬鉻的化學(xué)方程式_______________。

（3）酸化濾液D時，不選用鹽酸的原因是_____________。

（4）固體E的主要成分是Na2SO4，根據(jù)如圖分析操作a為蒸發(fā)濃縮、__________、洗滌、干燥。

（5）已知含+6價鉻的污水會污染環(huán)境，某電鍍廠廢水中往往含有一定量的Cr2O72-，可用下列方法進行處理。(已知Cr2O72-的濃度為1.0×10-3 mol /L)

方法一：電解法——向廢水（酸性）中通入直流電，在陰極上，+6價的鉻變?yōu)榈投镜?/span>+3價。

①寫出該陰極的電極反應(yīng)_____________________。

方法二：某研究性學(xué)習(xí)小組為了變廢為寶，在廢水中加入綠礬（FeSO4·7H2O）處理得到磁性材料 CrFe2O4（Cr的化合價為+3，Fe的化合價為+3、+2）。

②欲使1 m3該廢水中的Cr2O72-完全轉(zhuǎn)化為CrFe2O4 ,理論上需要加入________g綠礬 。（已知FeSO4·7H2O摩爾質(zhì)量為278g/mol）

Answer 1

【答案】Al(OH)3 H2O2 + 2Fe2++2H+ == 2Fe3++2H2O Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr Cr2O72-會氧化Cl生成氯氣，造成污染 趁熱過濾 Cr2O72-+6e+14 H+ == 2 Cr3++7 H2O 1112

【解析】

鉻鐵礦酸浸時，SiO2不溶，則固體A為SiO2；則溶液A中含有Cr3+、Fe2+、Al3+、H+和SO42-；加入過量的H2O2時，Fe2+變?yōu)?/span>Fe3+；調(diào)節(jié)pH使Fe3+變?yōu)?/span>Fe(OH)3；溶液C中加入過量的NaBiO3和適量的NaOH，生成氫氧化鋁沉淀；NaBiO3在堿性條件下，能將Cr3+轉(zhuǎn)化為CrO72-。

（1）濾渣D為氫氧化鋁，化學(xué)式為Al(OH)3；溶液A中的Fe2+具有還原性，與H2O2反應(yīng)生成水和Fe3+，離子方程式為H2O2 + 2Fe2++2H+ == 2Fe3++2H2O；

（2）鋁與Cr2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)制取金屬鉻和氧化鋁，方程式為Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr；

（3）酸化濾液D時，溶液中的Cr2O72-具有強氧化性，能氧化Cl生成氯氣，造成污染；

（4）根據(jù)圖像，硫酸鈉固體析出時，溫度高于45℃，此溫度時重鉻酸鈉溶解度較大，則采用蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾的方法分離；

（5）①陰極Cr2O72-得電子，與氫離子反應(yīng)生成Cr3+和水，電極反應(yīng)式為Cr2O72-+6e+14 H+ == 2 Cr3++7 H2O；

②根據(jù)題意可知，CrFe2O4中含有一個Cr3+、2個Fe，則Cr2O72-~4 FeSO4，1.0×10-3 mol /L×103 L=1mol，m（FeSO4·7H2O）=4mol×278g/mol=1112g。