Question

【题目】铝热法炼铬废渣主要成分为Al2O3和Cr2O3，还含有MgO、FeO、Fe2O3等杂质，以下是以炼铬废渣为原料回收Al2O3和Cr2O3的流程图：

已知：

①“焙烧”涉及的主要反应：Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑；

Cr2O3+Na2CO3+O2Na2CrO4+CO2↑（未配平）；

②滤液2中涉及的反应：8CrO42--+3S2O32-+34H+===6SO42-+8Cr3++17H2O

③Ksp[Cr(OH)3]＝8×10－32

根据题意回答下列问题：

（1）请完成下列化学方程式的配平：

Cr2O3+ Na2CO3+ O2 Na2CrO4+ CO2↑；

（2）炼铬废渣在焙烧前需球磨粉碎，其目的是 。

（3）滤渣1的主要成分是 。

（4）流程中可以循环利用的物质是 。

（5）写出步骤Ⅲ“碳分”的离子反应方程式： 。

（6）滤液2还原后的溶液中为使Cr3+沉淀完全，溶液pH应小于 。（已知：lg5=0.7；当溶液中离子浓度不大于1×10-5mol/L时,可以认为不含该离子）

（7）滤液2经多步操作还可以获得K2Cr2O7晶体，其操作依次是：加入稀硫酸酸化，加入KCl固体、蒸发浓缩、操作a、过滤、操作b、干燥。

①加硫酸酸化的目的是 。

②操作a、操作b分别是 、 。

Answer 1

【答案】

（1）2，4，3，4，4（2分）

（2）使反应物接触更充分，加快反应速率，提高原料利用率（2分）

（3）MgO、Fe2O3（2分）

（4）CO2（2分）

（5）AlO2－+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3－或者2AlO2－+CO2+3H2O═2Al(OH)3↓+CO32－（2分）

（6）5.3（2分）

（7）①使CrO42－转化为Cr2O72－，即CrO42－与H+生成Cr2O72-和水，2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O（2分）

②冷却结晶（1分）洗涤（1分）

【解析】

试题分析：

（1）根据化合价升降守恒，完成化学方程式的配平：2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2↑，故答案为：2，4，3，4，4

（2）炼铬废渣在焙烧前将球磨粉碎，可以使反应物接触更充分，加快反应速率，提高原料利用率，故答案为：使反应物接触更充分，加快反应速率，提高原料利用率。

（3）根据流程图和题示反应的信息，MgO、Fe2O3与纯碱不反应且不溶于水，因此滤渣1主要含有MgO、Fe2O3，故答案为：MgO、Fe2O3；

（4）根据流程图，Ⅰ焙烧生成的二氧化碳可以参加循环利用，故答案为：CO2；

（5）步骤Ⅲ“碳分”中滤液1中的偏铝酸根离子与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，通入少量的二氧化碳反应生成碳酸根离子，通入过量的二氧化碳，反应生成碳酸氢根离子，离子反应方程式为AlO2－+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3－或者2AlO2－+CO2+3H2O═2Al(OH)3↓+CO32－，故答案为：AlO2－+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3－或者2AlO2－+CO2+3H2O═2Al(OH)3↓+CO32－；

（6）为了使滤液2还原后的溶液中为使Cr3+沉淀完全，c(OH-)＜==2×10-9mol/L， 溶液pH＞-lg(2×10-9)=5.3， 故答案为：5.3

（7）①加硫酸酸化可以使CrO42－转化为Cr2O72－，即CrO42－与H+生成Cr2O72-和水，2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，故答案为：使CrO42－转化为Cr2O72－；

②根据从溶液中获得晶体的一般步骤，操作a、操作b分别是冷却结晶、洗涤，故答案为：冷却结晶 洗涤。