Question

【题目】铬是一种银白色金属,化学性质稳定，以+2、+3和+6价为常见价态。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），其主要工艺流程如下：

已知：①Na2Cr2O7是一种强氧化剂

②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CrO42—

⑴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： ；

⑵酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是 ；

⑶固体E的主要成分是Na2SO4，根据下图分析操作a为 ；

⑷已知含+6价铬的污水会污染环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr2O72—，处理该废水常用还原沉淀法，具体流程如下：

①Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，是因为 ；

②下列溶液中可以代替上述流程中Na2S2O3溶液的是 （填选项序号）

A．FeSO4溶液 B．浓H2SO4 C．酸性KMnO4溶液 D．Na2SO3溶液

③上述流程中，每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole—，则加入Na2S2O3溶液时发生反应的离子方程式为 ；

⑸根据有关国家标准，含CrO42—的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10—7mol·L—1以下才能排放。用以下方法处理废水：加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)＝1.2×10—10]，再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2+。则加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于 mol·L—1，废水处理后方能达到国家排放标准。

Answer 1

【答案】（1）Cr2O3+2AlAl2O3+2Cr

（2）盐酸中的Cl-会被氧化，产生Cl2

（3）蒸发结晶、趁热过滤

（4）①pH过高Cr(OH)3会与过量的NaOH反应

②D（2分）

③3S2O32-+4Cr2O72-+26H+=8Cr3++6SO42-+13H2O

④c(Cr3+)·(10-9)3=6.3×10-31c(Cr3+)=6.3×10-4（1分）c(Cr3+)>10-5，所以没有沉淀完全

【解析】（1）利用铝热反应制取金属铬的化学方程式：Cr2O3 +2AlAl2O3 +2Cr；（2）酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是Na2Cr2O7是一种强氧化剂，能将Cl-会被氧化，产生Cl2 。（3）Na2Cr2O7和Na2SO4溶解度随温度变化情况存在明显差异，故可利用冷却结晶的方法进行分离，实际操作为蒸发结晶、趁热过滤。（4）①Cr(OH)3的化学性质与Al(OH)3相似，也能溶解在NaOH溶液中，因此加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，过高说明NaOH明显过量，会溶解Cr(OH)3生成NaCrO2;②上述流程中Na2S2O3溶液的作用是还原剂，同时氧化产物为Na2SO4，没有增加溶液的成分，故选项D符合题意。③每消耗0.1molNa2S2O3转移0.8mole-，说明其氧化产物全部为Na2SO4，此时发生反应的离子方程式为：3S2O32- + 4Cr2O72- + 26H+ = 8Cr3+ + 6SO42- + 13H2O④当溶液的pH=5时，C(OH-)=10-9 mol/L，c(Cr3+)·(10-9)3=6.3×10-31 c(Cr3+)= 6.3×10-4 c(Cr3+)>10-5，所以没有沉淀完全。