Question

【题目】铬渣是生产金属铬和铬盐过程中产生的工业废渣，其中含有Na2SO4及少量Cr2O72—、Fe3+。从铬渣中提取Na2SO4的工艺流程：

已知：常温时，Fe3+、Cr3+完全沉淀时c≤1×10-5mol·L-1，Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38，Ksp[Cr(OH)3]=6×10-31。

（1）调pH约为3.6目的是_________。

（2）根据下图溶解度(S)—温度(T)曲线，判断操作B为蒸发浓缩、_________________。

（3）“酸化、还原”步骤反应的离子方程式为_______________________________。

（4）滤渣D为________________________（填化学式）。

（5）如图，某工厂采用电解法处理含铬废水，用铁板作阴阳极，槽中盛放含铬废水，A接电源的_______极；阳极区溶液中发生的氧化还原反应为__________________。若不考虑气体的溶解，当收集到6.72L（标准状况）的H2时，理论上有___molCr2O72—被还原。

Answer 1

【答案】使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀 趁热过滤 3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O Cr(OH)3 正 6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O 0.05

【解析】

分析流程图，铬渣用水浸取后加入稀NaOH溶液并调节pH为3.6并微热，可使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，通过过滤除去。滤液进行蒸发浓缩、趁热过滤可以得到产品，过滤出的母液经酸酸化，与Na2SO3发生氧化还原反应，使Cr2O72-还原为Cr3+，通过加入NaOH调节溶液的pH使Cr3+转化为Cr(OH)3而除去，同时提取溶液中的Na2SO4得到产品。据此进行分析。

（1）根据题给信息，调节pH为3.6的目的是使Fe3+完全沉淀，答案为：使Fe3+完全沉淀；

（2）根据图中溶解度(S)—温度(T)曲线可知，达到一定温度再升温，Na2SO4溶解度降低，所以判断操作B为蒸发浓缩，趁热过滤。答案为：趁热过滤；

（3）根据流程图可知，母液中含有Cr2O72–，在酸C提供H+的条件下，可将SO32-氧化成SO42-，故离子反应方程式为：3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；答案为：3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；

（4）由上述分析可知，滤渣D为Cr(OH)3；答案为：Cr(OH)3；

（5）由B极上产生氢气可知B极为阴极，则A极为阳极，接电源的正极。阳极区铁失去电子生成Fe2+，在溶液中Fe2+被Cr2O72-氧化，发生的氧化还原反应为：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。由得失电子守恒可知，当收集到6.72L（标准状况）的H2时，即H2的物质的量=时，产生0.3molFe2+，根据反应方程式，可知理论上有0.05mol Cr2O72-被还原。答案为：正；6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；0.05。