Question

【题目】某种电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量的金(Au)，可以用于制取 Na2Cr2O7 溶液、金属铜和粗碲等，以实现有害废料的资源化利用，工艺流程如下：

已知：煅烧时，Cu2Te 发生的反应为Cu2Te+2O2 2CuO+TeO2。

(1)煅烧时，Cr2O3 发生反应的化学方程式为______。

(2)浸出液中除了含有 TeOSO4(在电解过程中不反应)外，还可能含有_____(填化学式)。

(3)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)母液生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如图所示：

通过冷却结晶能析出大量 K2Cr2O7 的原因是_____。

(4)测定产品中 K2Cr2O7 含量的方法如下：称取产品试样 2.50 g 配成 250 mL 溶液，用移液管取出 25.00 mL于锥形瓶中，加入足量稀硫酸酸化后，再加入几滴指示剂，用 0.1000 mol·L-1硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2 标准液进行滴定，重复进行二次实验。(已知 Cr2 O72-被还原为 Cr3+)

①氧化还原滴定过程中的离子方程式为_____。

②若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2 标准液的平均体积为 25.00 mL，则所得产品中 K2Cr2O7 的纯度为_____%。[已知 M(K2Cr2O7)=294 g·mol-1，计算结果保留三位有效数字]。

(5)上述流程中 K2Cr2O7 发生氧化还原反应后所得溶液中除含有 Cr3+外，还含有一定浓度的 Fe3+杂质，可通过加碱调 pH 的方法使两者转化为沉淀。已知 c(Cr3+)=3×10-5 mol·L-1，则当溶液中开始析出 Cr(OH)3 沉淀时Fe3+是否沉淀完全______(填“是”或“否”)，写出计算过程________________(已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)

Answer 1

【答案】2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2 CuSO4 该条件下，K2Cr2O7 的溶解度比 Na2Cr2O7 小，且 K2Cr2O7 的溶解度随温度的降低而显著减小 Cr2O72- +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 49.0 是 当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时，c(OH-)=molL-1=molL-1，则c(Fe3+)===2.0×10-12molL-1＜1×10-5molL-1，说明Fe3+沉淀完全

【解析】

某种电镀污泥中主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3) 以及少量的金(Au)，可以用于制取Na2Cr2O7溶液、金属铜、粗碲等。根据流程图，煅烧时Cu2Te发生的反应为Cu2Te+2O2 2CuO+TeO2，Cr2O3与纯碱和空气中的氧气反应生成Na2CrO4，Na2CrO4酸化后生成Na2Cr2O7溶液；沉渣中主要含有CuO、TeO2以及少量的金(Au)，用稀硫酸溶解后，浸出液中主要含有铜离子和TeOSO4，电解后铜离子放电生成铜，溶液中含有TeOSO4，TeOSO4与二氧化硫发生氧化还原反应生成粗碲，据此分析解答。

(1)煅烧时Cr2O3与纯碱和空气中的氧气反应生成Na2CrO4，反应的化学方程式为2Cr2O3+3O2+4Na2CO3 4Na2CrO4+4CO2，故答案为：2Cr2O3+3O2+4Na2CO3 4Na2CrO4+4CO2；

(2)根据上述分析，浸出液中除了含有TeOSO4(在电解过程中不反应)外，还有氧化铜与稀硫酸反应生成的硫酸铜(CuSO4)等，故答案为：CuSO4；

(3)在低温条件下K2Cr2O7的溶解度比 Na2Cr2O7 小，且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低可能显著减小，因此通过冷却结晶可以析出大量K2Cr2O7，故答案为：在低温条件下K2Cr2O7的溶解度比 Na2Cr2O7 小，且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而显著减小；

(4)①氧化还原滴定过程中发生硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2与Cr2O72-的反应，其中Cr2O72-被还原为Cr3+，反应的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

②n(Fe2+)=0.025L×0.1000molL-1=0.0025mol，根据方程式Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，则n(Cr2O72-)=0.0025mol××=mol，则所得产品中K2Cr2O7的纯度为×100%=49.0%，故答案为：49.0；

(5)c(Cr3+)为3×10-5 molL-1，则当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时，c(OH-)=molL-1=molL-1，则c(Fe3+)===2.0×10-12molL-1＜1×10-5molL-1，说明Fe3+沉淀完全，故答案为：是；当溶液中开始析出Cr(OH)3沉淀时，c(OH-)=molL-1=molL-1，则c(Fe3+)===2.0×10-12molL-1＜1×10-5molL-1，说明Fe3+沉淀完全。