Question

【题目】重铬酸钾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的流程如下图所示。

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范围如下：

回答下列问题：

（1）滤渣②的主要成分为___________（填化学式）。

（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）“酸化”过程中发生反应2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O （K=4×1014 L3.mol3）已知，“酸化”后溶液中c（Cr2O72-）=1.6×10-3mol/L则溶液中c（CrO42-）=_________

（5）“结晶”后得到K2Cr2O7（M=294g.mol-1）产品0.5000 g，将其溶解后用稀H2SO4酸化，再用浓度为1.0000 mol.L-1 （NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定，滴定终点消耗标准溶液的体积为 9.00 mL，则产品的纯度为_____________。[滴定反应为：K2Cr2O7+6（NH4）2Fe（SO4）2+7H2SO4 =K2SO4 +Cr2（SO4）3 +6（NH4）2SO4+3Fe2（SO4）3+7H2O]

Answer 1

【答案】Fe（OH）3 2Cr（OH）3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O 分解除去过量的H2O2 2×10-8mol/L 88.2%

【解析】

含铬废液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)制备K2Cr2O7的流程：废液与足量KOH反应生成沉淀Cr(OH)3、Fe(OH)3，过滤得到滤渣①中含有Cr(OH)3、Fe(OH)3，除去K+、SO42-等离子，碱性条件下在滤渣中加入过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4，过滤除去Fe(OH)3，得到K2CrO4滤液②，加热除去过量过氧化氢，防止后续加酸时H2O2能将Cr2O72-还原为Cr3+，加酸调pH=1，使K2CrO4溶液转化为K2Cr2O7溶液，蒸发结晶得到K2Cr2O7晶体，据此分析解答。

(1)根据上述分析，滤渣①成分为Cr(OH)3、Fe(OH)3混合物，“氧化”步骤中Cr(OH)3转化为K2CrO4溶液，Fe(OH)3不反应也不溶与水，过滤分离的滤渣②为Fe(OH)3，故答案为：Fe(OH)3；

(2)“氧化”步骤中，碱性条件下，过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4溶液，结合电子守恒、原子守恒，反应的化学方程式为2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O，故答案为：2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O；

(3)因为在酸性条件下，H2O2能将Cr2O72-还原为Cr3+，为防止后续“酸化”步骤中H2O2将Cr2O72-还原为Cr3+而混入杂质，所以酸化之前必须除去H2O2，并且H2O2对热不稳定、易分解，可以通过加热除去，故答案为：除去过量的H2O2；

(4)酸化”过程中pH=1，即c(H+)=0.1mol/L，溶液中存在平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，平衡常数K===4×1014，解得：c(CrO42-)=2×10-8molL-1，故答案为：2×10-8molL-1；

(5)由反应K2Cr2O7+6(NH4)2Fe(SO4)2+7H2SO4 =K2SO4+Cr(SO4)3+6(NH4)2Fe(SO4)2+3Fe(SO4)3+ 7H2O有n(K2Cr2O7)=n[(NH4)2Fe(SO4)2]=×0.0100mol/L×0.9L=0.0015mol，产品的纯度===88.2%，故答案为：88.2%。