Question

【题目】铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe2+。从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：

已知：常温时，Fe3+、Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5mol·L-1)时pH分别为3.6和5。

(1)“微热”的作用是__________________。（填写两点）；滤渣A为_____（填化学式）。

(2)根据溶解度(S)-温度(T)曲线，操作B为___________。

(3)酸C为_________（填化学式），“酸化、还原”步骤反应的离子方程式为__________。

(4)常温时，Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=_______。

(5)某工厂采用电解法处理含铬废水，用铁作阴阳极，槽中盛放含铬废水，原理示意图如下。

阴极放出氢气，阳极区发生的反应有_________，___________。不考虑气体的溶解，当收集到6.72L（标准状况）的氢气时，理论上有________molCr2O72-被还原。

Answer 1

【答案】 加快反应速率 促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去 Fe(OH)3 蒸发浓缩，趁热过滤 H2SO4 3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O 1.0×10-32 Fe-2e-=Fe2+ Cr2O72-+6Fe2++17H2O =2Cr(OH)3↓+6Fe(OH)3↓+10H+ 0.05

【解析】（1）因为水解反应吸热，故“微热”除能加快反应速率外，同时还可以促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去，滤渣A为Fe(OH)3；（2）根据如图2溶解度（S）～温度（T）曲线，操作B的最佳方法为先将混合溶液蒸发浓缩，趁热过滤，趁热过滤的目的是有利于硫酸钠结晶析出，可以防止Na2Cr2O72H2O结晶析出；（3）Na2Cr2O7具有强氧化性，且不能引入新杂质，为保证最后得到纯净的硫酸钠，酸C为H2SO4。酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+，SO32-变为SO42-，离子方程式为3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；（4）根据Cr3+完全沉淀（c≤1.0×10-5 molL-1）时pH为5，则c（H+）=10-5 mol/L，c（OH-）=10-9 molL-1，则Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=（Cr3+）c3（OH-）=1.0×10-32mol4L-4；（5）铁作阳极，铁失去电子，电极反应式为Fe-2e-=Fe2+，生成亚铁离子还原重铬酸根离子，方程式为Cr2O72-+6Fe2++17H2O =2Cr(OH)3↓+6Fe(OH)3↓+10H+；6.72L（标准状况）的氢气是0.3mol，根据电子得失守恒可知产生亚铁离子是0.3mol，所以理论上有0.3mol÷6＝0.05molCr2O72-被还原。