Question

【题目】工业上以铬铁矿(主要成分是FeO·Cr2O3，含少量MgCO3、Al2O3、SiO2等)为原料制取铬酸钠(Na2CrO4)晶体，其工艺流程如下：

已知：①＋3价Cr在酸性溶液中性质稳定，当pH>9时以CrO形式存在且易被氧化。

②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：

阳离子	Fe3＋	Fe2＋	Mg2＋	Al3＋	Cr3＋
开始沉淀时的pH	1．9	7．0	9．1	—	—
沉淀完全时的pH	3．2	9．0	11．1	4．7(>10溶解)	5．6(>9溶解)

(1)提高酸浸速率的措施有__________________________________(答两条)。

(2)滤渣1的主要成分是_____；滤渣2的主要成分是_____；滤渣3的主要成分是_____。

(3)流程中两次使用了H2O2进行氧化，H2O2的电子式为___________；第一次氧化时反应的离子方程式为_____________________；第二次氧化时目的是____________________。

(4)流程图中“ ”内的操作是________________、洗涤、干燥。

(5)除去酸性废水中含有的Cr2O72-可以使用FeSO4，测得反应后的溶液中含Cr3＋、Fe2＋、Fe3＋、H＋等阳离子。该反应的离子方程式为_________________________________。

Answer 1

【答案】将铬铁矿粉碎,加热,适当提高硫酸的浓度,搅拌 SiO2 Fe(OH)3、Al(OH)3 Mg(OH)2 2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++ 2H2O 将CrO2-氧化为CrO42- 蒸发浓缩、冷却结晶 6Fe2++Cr2O72-+14H+ = 6Fe3++ 2Cr3++7H2O

【解析】

(1)提高酸浸速率的措施有将铬铁矿粉碎，加热，适当提高硫酸的浓度，搅拌。

(2) FeO·Cr2O3，MgCO3、Al2O3都与硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，滤渣1的主要成分是SiO2；根据阳离子沉淀时的pH值，铁离子、铝离子沉淀，因此滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3；根据镁离子沉淀的pH值，得到滤渣3的主要成分是Mg(OH)2。

(3)流程中两次使用了H2O2进行氧化，H2O2的电子式为：；第一次氧化时主要是亚铁离子被双氧水氧化，其离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++ 2H2O；第二次氧化时主要是CrO2－被双氧水氧化，其目的是将CrO2－氧化为CrO42－。

(4)流程图中“ ”内的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥。

(5)除去酸性废水中含有的Cr2O72－可以使用FeSO4，亚铁离子和重铬酸根反应生成铬离子和铁离子。

(1)提高酸浸速率的措施有将铬铁矿粉碎，加热，适当提高硫酸的浓度，搅拌，故答案为：将铬铁矿粉碎，加热，适当提高硫酸的浓度，搅拌。

(2) FeO·Cr2O3，MgCO3、Al2O3都与硫酸反应，SiO2不与硫酸反应，滤渣1的主要成分是SiO2；根据阳离子沉淀时的pH值，铁离子、铝离子沉淀，因此滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3；根据镁离子沉淀的pH值，得到滤渣3的主要成分是Mg(OH)2；故答案为：SiO2；Fe(OH)3、Al(OH)3；Mg(OH)2。

(3)流程中两次使用了H2O2进行氧化，H2O2的电子式为：；第一次氧化时主要是亚铁离子被双氧水氧化，其离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++ 2H2O；第二次氧化时主要是CrO2－被双氧水氧化，其目的是将CrO2－氧化为CrO42－，故答案为：；2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++ 2H2O；将CrO2－氧化为CrO42－。

(4)从溶液中得到晶体，可以采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法进行，因此流程图中“ ”内的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶。

(5)除去酸性废水中含有的Cr2O72－可以使用FeSO4，亚铁离子和重铬酸根反应生成铬离子和铁离子，其离子方程式为6Fe2++Cr2O72－+14H+ = 6Fe3++ 2Cr3++7H2O，故答案为：6Fe2++Cr2O72－+14H+ = 6Fe3++ 2Cr3++7H2O。