Question

【题目】铬是一种银白色金属，化学性质稳定，在化合物中常见+2、+3和+6价等价态。工业上以铬铁矿（主要成分为FeO·Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na2Cr2O7·2H2O（已知Na2Cr2O7是一种强氧化剂），其主要工艺流程如下：

查阅资料得知：常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO72-。回答下列问题：

（1）滤渣D的化学式为________，溶液A中加入过量H2O2的离子方程式是_____________。

（2）工业上常采用热还原法制备金属铬，写出以Cr2O3为原料，利用铝热反应制取金属铬的化学方程式_______________。

（3）酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是_____________。

（4）固体E的主要成分是Na2SO4，根据如图分析操作a为蒸发浓缩、__________、洗涤、干燥。

（5）已知含+6价铬的污水会污染环境，某电镀厂废水中往往含有一定量的Cr2O72-，可用下列方法进行处理。(已知Cr2O72-的浓度为1.0×10-3 mol /L)

方法一：电解法——向废水（酸性）中通入直流电，在阴极上，+6价的铬变为低毒的+3价。

①写出该阴极的电极反应_____________________。

方法二：某研究性学习小组为了变废为宝，在废水中加入绿矾（FeSO4·7H2O）处理得到磁性材料 CrFe2O4（Cr的化合价为+3，Fe的化合价为+3、+2）。

②欲使1 m3该废水中的Cr2O72-完全转化为CrFe2O4 ,理论上需要加入________g绿矾 。（已知FeSO4·7H2O摩尔质量为278g/mol）

Answer 1

【答案】Al(OH)3 H2O2 + 2Fe2++2H+ == 2Fe3++2H2O Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr Cr2O72-会氧化Cl生成氯气，造成污染 趁热过滤 Cr2O72-+6e+14 H+ == 2 Cr3++7 H2O 1112

【解析】

铬铁矿酸浸时，SiO2不溶，则固体A为SiO2；则溶液A中含有Cr3+、Fe2+、Al3+、H+和SO42-；加入过量的H2O2时，Fe2+变为Fe3+；调节pH使Fe3+变为Fe(OH)3；溶液C中加入过量的NaBiO3和适量的NaOH，生成氢氧化铝沉淀；NaBiO3在碱性条件下，能将Cr3+转化为CrO72-。

（1）滤渣D为氢氧化铝，化学式为Al(OH)3；溶液A中的Fe2+具有还原性，与H2O2反应生成水和Fe3+，离子方程式为H2O2 + 2Fe2++2H+ == 2Fe3++2H2O；

（2）铝与Cr2O3发生铝热反应制取金属铬和氧化铝，方程式为Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr；

（3）酸化滤液D时，溶液中的Cr2O72-具有强氧化性，能氧化Cl生成氯气，造成污染；

（4）根据图像，硫酸钠固体析出时，温度高于45℃，此温度时重铬酸钠溶解度较大，则采用蒸发浓缩，趁热过滤的方法分离；

（5）①阴极Cr2O72-得电子，与氢离子反应生成Cr3+和水，电极反应式为Cr2O72-+6e+14 H+ == 2 Cr3++7 H2O；

②根据题意可知，CrFe2O4中含有一个Cr3+、2个Fe，则Cr2O72-~4 FeSO4，1.0×10-3 mol /L×103 L=1mol，m（FeSO4·7H2O）=4mol×278g/mol=1112g。