Question

【题目】工业上以铬铁矿（主要成份为FeO．Cr2O3 ， 还含有Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料生产红矾钠晶体（Na2Cr2O7 ． 2H2O），其主要工艺流程如图：

已知：NaBiO3在碱性条件下能将Cr3+氧化为CrO42﹣ ．
（1）固体A为
（2）实验室中操作①②的名称为
（3）固体C中含有的物质是Al（ OH）3和Fe（OH）3 ， 则H2 O2的作用是 ．
已知：KsP[Fe（OH）3]=3.0×10﹣39 ， KsP[Al（OH）3]=1×10﹣33 ， 当pH=5.6时Cr（OH）3开始沉淀．室温下，Ⅱ中需调节溶液pH范围为（杂质离子浓度小于1×10﹣6mol/L视为沉淀完全）．
（4）写出Ⅲ中发生反应的离子方程式 ．
（5）Ⅳ中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化，理由是（结合化学方程式回答）；工业上也可设计如图示装置，用锂离子电池（LixC+Li1﹣xCoO2 C+LioO2 ， LixC为难电离锂碳化合物）为电源，电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 ， 该装置工作时E电极的名称是极；电源的A极的电极反应式为 ． 当电解过程中转移了0.5mol电子时，理论上右侧溶液的质量减少 g．

Answer 1

【答案】
（1）SiO2
（2）过滤
（3）氧化Fe2+ ， 使铁元素完全转化成沉淀而除去；5.0＜pH＜5.6
（4）3NaBiO3+2Cr3++7OH﹣+H2O=2CrO42﹣+3Na++3Bi（OH）3
（5）2CrO42﹣+16H++6Cl﹣=2Cr3++3Cl2↑+8H2O；阳；LixC﹣xe﹣=C+xLi+；15.5
【解析】解：（1）根据以上分析，固体A为SiO2 ， 所以答案是：SiO2；（2）根据以上分析，实验室中操作①②的名称为过滤，所以答案是：过滤；（3）固体C中含有的物质是Al（ OH）3和Fe（OH）3 ， 则H2 02的作用是氧化Fe2+ ， 使铁元素完全转化成沉淀而除去；
当pH=5.6时Cr（OH）3开始沉淀，室温下，除去Cr3+溶液中的Fe3+、Al3+ ， 氢氧化铝完全变成沉淀时的pH：Ksp[Al（OH）3]=1×10﹣33=c（Al3+）×c3（OH﹣），c（Al3+）=1×10﹣6molL﹣1 ， 解得：c（OH﹣）=1×10﹣9molL﹣1 ， c（H+）=1×10﹣5molL﹣1pH=5，同理Fe（OH）3完全变成沉淀时，pH约为3.5，故pH范围是：5.0＜pH＜5.6；所以答案是：氧化Fe2+ ， 使铁元素完全转化成沉淀而除去；5.0＜pH＜5.6；（4）在溶液D中加入NaBiO3和NaOH，发生氧化还原反应，生成Bi（OH）3和CrO42﹣ ， 所以Ⅲ中发生反应的离子方程式为3NaBiO3+2Cr3++7OH﹣+H2O=2CrO42﹣+3Na++3Bi（OH）3 ，
所以答案是：3NaBiO3+2Cr3++7OH﹣+H2O=2CrO42﹣+3Na++3Bi（OH）3；（5）Ⅳ中酸化是用硫酸而不用盐酸酸化，原因为CrO42﹣会氧化盐酸中的氯离子，反应离子方程式为：2CrO42﹣+16H++6Cl﹣=2Cr3++3Cl2↑+8H2O；
电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 ， 则E电极发生2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O，说明E电极生成氢离子，电极反应为氢氧根失电子发生氧化反应，所以该装置工作时E电极的名称是阳极，B极为正极，A极为负极，电极反应式为LixC﹣xe﹣=C+xLi+；当电解过程中转移了0.5mol电子时，则右侧反应消耗0.5mol氢氧根离子，放出 mol氧气，右侧移动到左侧的钠离子也为0.5mol，所以理论上右侧溶液的质量减少 mol×32g/mol+0.5mol×23g/mol=15.5g，
所以答案是：2CrO42﹣+16H++6Cl﹣=2Cr3++3Cl2↑+8H2O；阳；LixC﹣xe﹣=C+xLi+；15.5．