题目内容
【题目】铬元素有许多独特性质，如铬作为炼钢的添加料，可生产多种高强度、抗腐 蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢；铬的化合物色彩众多，如 Cr3+(紫色)、Cr(OH)3(灰蓝色)、 CrO2(绿色)等。请回答下列问题：
Ⅰ．铬可形成 Cr(NO3)3、NaCrO2 等盐类物质，则 NaCrO2 中铬元素的化合价为_____，向Cr(NO3)3 溶液中滴加 NaOH 溶液至过量，可观察到的主要现象是_____。
Ⅱ．铬元素的+6 价化合物毒性较大，不能随意排放。某化工厂以铬渣(含有 Na2SO4 及少量Cr 2O72、Fe3+)为原料提取硫酸钠，同时制备金属铬的工艺流程如下：
已知：金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH 如下表所示：
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Cr(OH)3 |
开始沉淀的 pH | 1.5 | 6 |
沉淀完全的 pH | 3.6 | 8 |
(1)滤渣 A 的主要成分为_____。
(2)根据下图信息，可知操作 B 包含蒸发结晶和_____。
(3)酸化后的 Cr2O72-可被 SO32-还原，该反应中若有 0.5 molCr2O72-被还原为 Cr3+ ，则消耗 SO32－的物质的量为_____mol。
(4)调 pH 沉铬步骤中，应调节 pH 的范围是_____(填字母)。
A．1.5~3.6 B．3.6~6 C．6~8 D．8~9
(5)通过两步反应可以实现Cr(OH)3转化为 Cr，第一步反应为2Cr(OH)3=Cr2O3+3H2O；第二步反应利用了铝热反应原理，则该步反应的化学方程式为_____。
【答案】+3 开始有灰蓝色沉淀生成，后沉淀溶解，溶液由紫红色变为无色，最终变为绿色 Fe(OH)3 趁热过滤 1.5 D Cr2O3+2Al=Al2O3+2Cr
【解析】
Ⅰ．NaCrO2 中Na为+1价，O为-2价，根据正负化合价的代数和为0，计算铬元素的化合价；根据Cr3+(紫色)、Cr(OH)3(灰蓝色)、CrO2(绿色)分析解答；
Ⅱ．铬渣中含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+，加入氢氧化钠调节pH约3.6并加热，可生成Fe(OH)3沉淀，过滤得到A为Fe(OH)3，由于Na2Cr2O7溶解度在温度较高时较大，滤液经蒸发浓缩，趁热过滤得到硫酸钠，母液中含有Na2Cr2O7，加入亚硫酸钠，发生氧化还原反应可得到Cr3+，调节溶液pH约为8，可生成沉淀Cr(OH)3，两步反应可以实现Cr(OH)3转化为Cr，第一步反应为2Cr(OH)3 
Cr 2O3+3H2O；第二步三氧化二铬和Al发生置换反应，反应方程式为Cr2O3+2Al 
Al2O3+2Cr，据此分析解答。
Ⅰ．铬可形成 Cr(NO3)3、NaCrO2 等盐类物质， NaCrO2 中Na为+1价，O为-2价，根据正负化合价的代数和为0，铬元素的化合价+3；向Cr(NO3)3 溶液中滴加 NaOH 溶液至过量，开始有灰蓝色沉淀Cr(OH)3生成，溶液由紫红色变为无色；根据题意“铬可形成 Cr(NO3)3、NaCrO2 等盐类物质”说明Cr(OH)3能够被氢氧化钠溶解，继续加入氢氧化钠，灰蓝色沉淀溶解，溶液又由无色变为绿色，故答案为：+3；开始有灰蓝色沉淀生成，后沉淀溶解，溶液由紫红色变为无色，最终变为绿色；
Ⅱ．(1)铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+，加入氢氧化钠调节pH约3.6并加热，可生成Fe(OH)3沉淀，过滤得到A为Fe(OH)3，故答案为：Fe(OH)3；
(2)由于Na2Cr2O7溶解度在温度较高时较大，而硫酸钠的溶解度在较高温度下较小，且在低温时析出结晶水合物，故操作 B应包括蒸发结晶（将滤液蒸发至有大量晶体析出，但是不能蒸干）、趁热过滤，即可得到硫酸钠，故答案为：趁热过滤；
(3)酸化后的Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+，离子方程式为3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O，Cr2O72-(Cr为+6价)变化为Cr3+(Cr为+3价)，SO32-(S为+4价)，变化为SO42-(S为+6价)，该反应中若有0.5mol Cr2O72-被还原为Cr3+，转移电子数为3mol，则消耗SO32-的物质的量为1.5mol，故答案为：1.5；
(4)根据金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH数据可知，调 pH 沉铬步骤中，应该调节 pH＞8，但是pH不能过高，故选D；
(5)利用铝热反应冶炼铬，即高温条件下，三氧化二铬和Al发生置换反应，反应方程式为Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr，故答案为：Cr2O3+2Al Al2O3+2Cr。
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