Question

【題目】鉻是一種銀白色的金屬，常用于金屬加工、電鍍等。工業(yè)以鉻鐵礦[主要成分是Fe(CrO2)2]為原料冶煉鉻及獲得強(qiáng)氧化劑Na2Cr2O7。其工藝流程如圖所示：

已知：高溫氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)Fe(CrO2)2＋Na2CO3＋O2→Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2(未配平)

回答下列問題：

（1）將鉻鐵礦的主要成分Fe(CrO2)2寫成氧化物的形式：__，高溫氧化時(shí)可以提高反應(yīng)速率的方法為___(寫出一條即可)。

（2）Na2CrO4加入硫酸酸化的離子方程式為__；在實(shí)驗(yàn)室中，操作a所用到的玻璃儀器有__。

（3）Na2CrO4中鉻元素化合價(jià)為__；生成1molNa2CrO4時(shí)共轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__mol。

（4）根據(jù)有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，含CrO42-的廢水要經(jīng)化學(xué)處理，使其濃度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放，可采用加入可溶性鋇鹽生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10]，再加入硫酸處理多余的Ba2+的方法處理廢水，加入可溶性鋇鹽后，廢水中Ba2+的濃度應(yīng)大于__mol·L-1，廢水處理后達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)才能排放。

Answer 1

【答案】FeO·Cr2O3 將固體磨碎或不斷攪拌 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O 燒杯、漏斗、玻璃棒 +6 3.5 2.4×10-4

【解析】

鉻鐵礦[主要成分是Fe(CrO2)2]中加入碳酸鈉并通入氧氣，高溫下將Fe(CrO2)2氧化得到Fe2O3、Na2CrO4，同時(shí)生成CO2，將得到的固體溶于水得到Na2CrO4溶液。向一份Na2CrO4溶液中加入硫酸酸化，硫酸和Na2CrO4反應(yīng)生成Na2Cr2O7和硫酸鈉，通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾得到固體a和溶液a；另一份Na2CrO4溶液中加入Na2S發(fā)生氧化還原反應(yīng)，鉻元素轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3沉淀，過濾后灼燒Cr(OH)3得到Cr2O3，可以利用熱還原法制備金屬鉻；據(jù)此分析解答。

(1)Fe(CrO2)2 中鐵元素化合價(jià)是+2價(jià)，氧化物為FeO，鉻元素化合價(jià)+3價(jià)，氧化物為Cr2O3，所以Fe(CrO2)2寫成氧化物形式為FeOCr2O3；增大反應(yīng)物的接觸面積可以加快反應(yīng)速率，升高溫度可以加快反應(yīng)速率，不斷攪拌，使固體混合物充分混合也可以加快反應(yīng)速率，故答案為：FeOCr2O3 ；將固體磨碎或不斷攪拌等；

(2)Na2CrO4加入硫酸酸化反應(yīng)生成重鉻酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；操作a為過濾，所用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒，故答案為：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；燒杯、漏斗、玻璃棒；

(3)Na2CrO4中Na元素為+1價(jià)，O為-2價(jià)，則鉻元素化合價(jià)為+6價(jià)；根據(jù)Fe(CrO2)2＋Na2CO3＋O2→Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2，反應(yīng)中鉻元素由+3價(jià)升高為+6價(jià)，鐵元素由+2價(jià)升高為+3價(jià)，1mol Fe(CrO2)2被氧化轉(zhuǎn)移7mol電子，因此生成1molNa2CrO4時(shí)轉(zhuǎn)移3.5mol電子，故答案為：+6；3.5；

(4)CrO42-+Ba2+BaCrO4，根據(jù)題意CrO42-的濃度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放，則Ksp(BaCrO4)=c(CrO42-)×c(Ba2+)=5.0×10-7×c(Ba2+)=1.2×10-10，解得：c(Ba2+)=2.4×10-4mol/L，即Ba2+的濃度應(yīng)大于2.4×10-4mol/L，故答案為：2.4×10-4。