Question

【题目】三氧化二铬可用作搪瓷、陶瓷、人造革、建筑材料的着色剂。由高碳铬铁合金（含Cr、Fe及C）制备三氧化二铬的工艺流程如下：

已知：Cr(OH)3是两性氢氧化物，草酸亚铁为微溶物。

回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ浸取时，为提高浸取速率，除将高碳铬铁合金制成粉末外，还可采取的措施是__________________________（写一点）；浸取铬时反应的离子方程式为_______________。

（2）步骤Ⅱ滤渣返回再次浸取的目的是_____________________________________________。

（3）步骤Ⅲ除铁时，溶液的pH对铁的去除率影响如图1所示：

图1 图2

pH小于2.3时，铁去除率低，其原因是_______________________________________。

（4）步骤Ⅳ能说明沉淀已洗涤干净的操作是________________________________________。

（5）步骤Ⅴ沉铬时，生成Cr(OH)3的化学方程式为_____________________________；沉铬时，溶液pH与铬的回收率关系如图2所示，当pH＞8.5时，pH越大，铬的回收率越低，其可能原因是____________________________________________。

Answer 1

【答案】 适当提高硫酸的浓度或适当提高浸取液温度或搅拌 2Cr+6H+ ===2Cr3++3H2↑ 提高铬的浸取率 H2C2O4电离出的C2O42- 浓度低，不利于FeC2O4·2H2O生成 向最后一次洗涤液中滴入BaCl2溶液，无白色沉淀 Cr2(SO4)3+6NH4HCO3 ===2Cr(OH)3↓+3(NH4)2SO4+6CO2↑ Cr(OH)3 可溶于强碱性的溶液中

【解析】（1）根据影响化学反应速率的外因，由于固液反应不考虑压强，所以可考虑浓度、温度及接触面积等，如适当提高硫酸的浓度或适当提高浸取液温度或搅拌等；依据整个流程信息可得，铬浸取后生成三价铬的化合物，故铬应该是较活泼金属，与稀硫酸反应生成硫酸铬和氢气，离子方程式为：2Cr+6H+ =2Cr3++3H2↑。

（2）步骤Ⅱ滤渣返回再次浸取，可使其中的有效成分Cr元素被充分浸取，提高铬的浸取率。

（3）步骤Ⅲ除铁时，发生反应为：Fe2+ +C2O42- +2H2OFeC2O4·2H2O，草酸是弱酸，H2C2O4H++HC2O4-，HC2O4-H++ C2O42-，pH越小，溶液中H+浓度越大，抑制其电离，C2O42- 浓度小，不利于沉铁反应平衡右移。

（4）浸取剂使用的是稀硫酸，若要检验步骤Ⅳ的沉淀是否已洗涤干净，可以检验SO42-，向最后一次洗涤液中滴入BaCl2溶液，若无白色沉淀，则说明沉淀已洗涤干净。

（5）分析流程可得，沉铬之前为Cr2(SO4)3溶液，加入NH4HCO3沉铬，除生成Cr(OH)3外，还有硫酸铵和CO2生成，化学方程式为：Cr2(SO4)3+6NH4HCO3=2Cr(OH)3↓+3(NH4)2SO4+6CO2↑；由已知Cr(OH)3是两性氢氧化物，如图2所示，当pH＞8.5时，pH越大，铬的回收率越低，是因为Cr(OH)3可溶于强碱性的溶液中。