Question

【题目】某工厂排出的铬渣含有SiO2、A12O3、Fe2O3、Na2Cr2O7(易溶于水，是强氧化剂)等，处理建议是将+6价铬转化为低毒性的+3价铬后制备K2Cr2O7。实验室模拟处理铬渣的工艺流程如下(部分操作和条件略):

（1）已知过滤1后的滤液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+,则滤液应呈现的颜色是_________

（2）滤渣1的成分为______ 滤渣2中所含的金属元素为___________

（3）根据表中生成成氧化物沉淀的pH数据判断，流程中a的范围为__________。

物质	Fe(OH)3	Al(OH)3	Cr(OH)3	Fe(OH)2
开始沉淀	1．5	3．4	4．9	6．3
完全沉淀	2．8	4．7	5．5	8．3

（4）过滤3所得滤液又回流到过滤1所得滤液中，其目的是__________

（5）由Cr(OH)3得到黄色溶液过程中发生的反应的离子方程式是_________

（6）向橙色的K2Cr2O7溶液中，滴加Ba(NO3)2溶液，产生黄色沉淀，溶液pH减小。试推测黄色沉淀是_________,用平衡移动的原理解释溶液pH变小的原因是________.

Answer 1

【答案】 橙色 SiO2 Al、Fe 5.5≤a<6.3 使还原剂FeSO4循环使用 2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O BaCrO4 K2Cr2O7溶液中存在平衡: Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42- (黄色)+2H+,加入Ba(NO3)2溶液后，产生BaCrO4沉淀，c(CrO42-)降低，平衡向正反应方向移动,c(H+)增大

【解析】铬渣成分为SiO2、A12O3、Fe2O3、Na2Cr2O7，酸浸时A12O3、Fe2O3与酸反应生成硫酸铝、硫酸铁，Na2Cr2O7溶于水，过滤1后的滤液中存在硫酸铝、硫酸铁，Na2Cr2O7，滤渣1为SiO2，用FeSO47H2O还原Na2Cr2O7，Cr2O72-变为Cr3+，调pH≈4.7使铁离子、铝离子沉淀，则滤渣2为氢氧化铝和氢氧化铁，经过滤2后调pH为5.5≤a＜6.3使铬离子完全沉淀而亚铁离子不沉淀，经过滤3得Cr(OH)3，在KOH作用下，Cr(OH)3被H2O2氧化为CrO42-，经酸化后得到K2Cr2O7。

（1）.已知过滤1后的滤液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+，因酸浸时加入足量稀硫酸，氢离子浓度增大，平衡向左移动，使溶液呈现橙色，则滤液应呈现的颜色是橙色，故答案为：橙色；

（2）.根据上述分析可知，滤渣1的成分为SiO2，滤渣2是氢氧化铝和氢氧化铁，则滤渣2中所含的金属元素为Al、Fe，故答案为：SiO2；Al、Fe；

（3）.根据表中生成氢氧化物沉淀的pH数据分析，流程中的a的范围应为5.5≤a＜6.3，以保证铬离子完全沉淀而亚铁离子不沉淀，故答案为：5.5≤a＜6.3；

（4）.过滤3所得滤液主要成分是硫酸亚铁，又回流到过滤1所得滤液中，其目的是使还原剂FeSO4循环使用，故答案为：使还原剂FeSO4循环使用；

（5）.由题目信息可知，生成的黄色溶液为CrO42-，则Cr(OH)3在碱性溶液中被H2O2氧化为CrO42-，根据得失电子守恒和原子守恒，得到该反应的离子方程式为：2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O，故答案为：2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O；

（6）.向橙色的K2Cr2O7溶液中，滴加Ba(NO3)2溶液，由于K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42- (黄色)+2H+，加入Ba(NO3)2溶液后，产生BaCrO4沉淀，c(CrO42-)降低，平衡向正反应方向移动，使c(H+)增大，溶液pH减小，故答案为：BaCrO4；K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42- (黄色)+2H+，加入Ba(NO3)2溶液后，产生BaCrO4沉淀，c(CrO42-)降低，平衡向正反应方向移动，(H+)增大。