Question

【题目】红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)广泛用作强氧化剂、鞣革剂。以铬矿石(主要成分为Cr2O3,还含有FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取红矾钠的流程如下:

已知:①CrO42-与Cr2O72-存在如下平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，当pH<3时，以Cr2O72-为主，当pH>9时，以CrO42-为主。

②钠盐在不同温度下的溶解度(g):

温度(℃)	10	20	30	40	50	60	70	80
Na2SO4	9.0	19.4	40.8	48.8	46.7	45.3	44.1	43.7
Na2Cr2O7	170.2	180.1	196.7	220.5	248.4	283.1	323.8	385.4

注32.38℃以上，与饱和溶液平衡的固相为无水Na2SO4,以下则为Na2SO4·10H2O。

③Cr3+完全沉淀时pH为6.8，Cr(OH)3开始溶解时pH为12。

请回答下列问题:

(1)煅烧铬矿石时，生成Na2CrO4的化学反应方程式为_________

(2)滤渣Ⅱ的成分是__________(填化学式)。

(3)有人认为工艺流程中“用稀硫酸调pH”改为“通入过量CO2”，不需调节pH同样可以达到实验效果，理由是___________。

(4)向红矾钠溶液中加入适量KCl,蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到________(填序号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。

A.80 B.60 C.40 D.10

(5)该工艺所得副产品主要为无水硫酸钠并混有少量重铬酸钠，请设计从副产品获得芒硝(Na2SO4·10H2O)的实验方案:将该副产品按固液质量比100:230溶于热水，加入稍过量的Na2SO3溶液，搅拌,____，过滤，洗涤，低温干燥。(实验中须使用的试剂:稀H2SO4、NaOH溶液)。

Answer 1

【答案】 2Cr2O3+4Na2CO3+ 3O24Na2CrO4+4CO2↑ H2SiO3、 Al(OH)3 过量的CO2不会使Al(OH)3溶解 生成的NaHCO3在后续步骤中加入稀硫酸可以除去 D 缓缓加入稀H2SO4,静置，冷却自然结晶，过滤，将晶体用热水溶解，加入适量NaOH溶液至溶液pH约为6.8~12，趁热过滤，将滤液冷却自然结晶

【解析】（1）铬矿石与Na2CO3以及O2在加热的条件下生成Na2CrO4和CO2，反应的方程式为：2Cr2O3+4Na2CO3+ 3O24Na2CrO4+4CO2↑。答案为：2Cr2O3+4Na2CO3+ 3O24Na2CrO4+4CO2↑

（2）滤液I中加入稀硫酸调节PH可生成H2SiO3和Al(OH)3沉淀，因此滤渣Ⅱ的成分是H2SiO3、 Al(OH)3。答案为：H2SiO3、 Al(OH)3

（3）通入过量CO2，可以生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀，过量的CO2不会溶解Al(OH)3，生成的NaHCO3加入稀硫酸可以除去。答案为：过量的CO2不会使Al(OH)3溶解，生成的NaHCO3在后续步骤中加入稀硫酸可以除去

（4）向红矾钠溶液中加入适量KCl,蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体，由溶解度图示可知，冷却到10℃时得到的K2Cr2O7固体最多。答案为：d

(5) 要从副产品获得芒硝，可以设计如下的实验方案：将该副产品按固液质量比100:230溶于热水，加入稍过量的Na2SO3溶液，搅拌,向所得的溶液中加入稀硫酸，然后静置，让溶液冷却自然结晶。对静置后的溶液进行过滤，将得到的晶体溶于热水中，然后加入适量的NaOH溶液调节pH约为6.812，趁热过滤，将得到的滤液冷却自然结晶，得到芒硝。答案为：缓缓加入稀H2SO4,静置，冷却自然结晶，过滤，将晶体用热水溶解，加入适量NaOH溶液至溶液pH约为6.8~12，趁热过滤，将滤液冷却自然结晶。