Question

【题目】铬元素及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。以某铬矿石(主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质)为原料生产Cr2O3的流程如下：

已知：主要反应是：2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2

Cr2+H2O2Cr+2H+，Ksp[Cr(OH)3] =6.4×10－31，lg2 = 0.3

（1）Cr(OH)3和Al(OH)3性质类似，则Cr(OH)3与KOH反应的离子方程式为：_______；

（2）步骤⑤中为了使Cr3+完全沉淀[此时，c(Cr3+)≤10－5mol·L－1]，pH至少调至_____；

（3）滤液3中的主要溶质是两种盐，化学式为_____、________；

（4）CrO3的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示，则B点时剩余Cr的氧化物化学式为_____________。

Answer 1

【答案】Cr(OH)3+OH－＝CrO2－+2H2O5.6(NH4)2SO4Na2SO4Cr2O3

【解析】

铬铁矿（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质）加入碳酸钠煅烧，可生成Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3等，加入水浸取，得到固体1为Fe2O3，过滤得滤液1为Na2CrO4、Na2SiO3等，向滤液1中加入稀硫酸调节pH得到沉淀2为H2SiO3，过滤后向滤液中加入蔗糖，用蔗糖还原，得到二氧化碳和含有Na＋、Cr3＋的溶液，再与氨水反应，滤液3的主要溶质是两种盐为（NH4）2SO4、Na2SO4，得到Cr（OH）3沉淀，灼烧据Cr（OH）3沉淀得到Cr2O3。

（1）Cr(OH)3和Al(OH)3性质类似，具有两性，则Cr(OH)3与KOH反应的离子方程式为：Cr(OH)3+OH－＝CrO2－+2H2O；

（2）Cr3＋沉淀完全的浓度为10-5mol·L－1，根据KSP[Cr（OH）3]=c（Cr3＋）×c3（OH－）=6.4×10-31，可知c（OH－）=4×10-9mol·L－1，则c（H＋）=10-14/4×10-9mol·L－1=1/4×10-5mol·L－1，则pH=-lg(1/4×10-5)=5.6.步骤⑤中为了使Cr3+完全沉淀[此时，c(Cr3+)≤10－5mol·L－1]，pH至少调至5.6；

（3）滤液3中的主要溶质是两种盐，化学式为（NH4）2SO4、Na2SO4；

（4）设CrO3的质量为100g，则CrO3中铬元素的质量为：100g×52/(52+16×3)=52g，B点时固体的质量为：100g×76%=76g，Cr的质量没有变，所以生成物中Cr的质量为52g，氧元素的质量为16，两者的个数比为=2：3，所以B点时剩余固体的成分是Cr2O3．