Question

【题目】铬合金有重要的用途，从其废料中制取铬的流程如下:

已知: ① Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑，

② 流程中铬元素浸出之后至生成Cr(OH)3之间均以自由移动离子状态存在于溶液中。

请回答下列问题:

（1）稀硫酸酸浸过程中，提高“浸出率”的措施有：________________________ (写一条即可) 。

（2）用纯碱调节滤液pH，得到某弱碱沉淀，若纯碱过量，则可能导致的后果是_：_____________。

（3）流程中的“副产物”中，可用作可溶性钡盐中毒解毒剂的物质的化学式是___________；可用作化肥的物质的化学式是_____________。

（4）加入草酸实现沉淀转化反应化学方程式为：_______________________________________。

（5）流程中利用铝热反应冶炼铬的化学方程式为：_____________________________________。

（6）流程中由滤液生成Cr(OH)3的化学方程式为：_____________________________________。

（7）除已知反应①之外，整个流程中涉及的主要氧化还原反应有_____个，分解反应有____个。

Answer 1

【答案】加热、搅拌、适当提高稀硫酸浓度等(答案合理即可) H2C2O4的消耗量过大（或使Cr2+转化成沉淀而损耗） Na2SO4 (NH4)2SO4 Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4·2H2O Cr2O3+2AlAl2O3+2Cr 4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O=4Cr(OH)3↓+4(NH4)2SO4 3 1

【解析】

高碳铬铁合金粉末加入稀H2SO4浸取，其中Cr、Fe溶解生成CrSO4、FeSO4；过滤后用纯碱调节pH使Fe2+转化成Fe（OH）2沉淀，再加入草酸将Fe（OH）2转化为FeC2O4·2H2O沉淀而除去；此时滤液中主要含CrSO4和Na2SO4，向滤液中通入空气并加入氨水，滤液中Cr2+转化成Cr（OH）3沉淀，发生的反应为4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O＝4Cr（OH）3↓+4（NH4）2SO4，得到的副产物主要含（NH4）2SO4、Na2SO4；Cr（OH）3受热分解成Cr2O3；Cr2O3与Al发生铝热反应生成Cr和Al2O3，据此分析作答。

（1）根据外界条件对反应速率的影响可知稀H2SO4酸浸过程中，提高“浸出率”的措施有：加热、搅拌、适当提高稀H2SO4的浓度等。

（2）用纯碱调节滤液pH，使Fe2+转化成Fe（OH）2沉淀，再加入草酸将Fe（OH）2转化为FeC2O4·2H2O沉淀而除去。若纯碱过量，可能导致的后果是：一方面使Cr2+转化成沉淀而被消耗，使Cr的产率降低；另一方面使后续过程中H2C2O4的消耗量过大。

（3）除去Fe2+后的滤液中主要溶质为CrSO4和Na2SO4，向滤液中通入空气并加入氨水，滤液中Cr2+转化成Cr（OH）3沉淀，得到的副产物为（NH4）2SO4和Na2SO4，其中可用作可溶性钡盐中毒解毒剂的物质的化学式是Na2SO4，解毒的原理为SO42-+Ba2+=BaSO4↓。可用作化肥的物质的化学式是（NH4）2SO4，（NH4）2SO4是一种氮肥。

（4）加入草酸将Fe（OH）2沉淀转化为FeC2O4·2H2O，沉淀转化反应的化学方程式为Fe（OH）2+H2C2O4＝FeC2O4·2H2O。

（5）Al与Cr2O3发生铝热反应生成Al2O3和Cr，反应的化学方程式为2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr。）滤液中通入空气、加入氨水CrSO4转化为Cr（OH）3沉淀，1molCr2+失去1mol电子生成1molCr（OH）3，1molO2得到4mol电子，根据得失电子守恒、原子守恒，由滤液生成Cr（OH）3的化学方程式为4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O＝4Cr（OH）3↓+4（NH4）2SO4。

（6）除反应①之外，整个流程中涉及的主要氧化还原反应还有：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑、4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O＝4Cr（OH）3↓+4（NH4）2SO4、2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr，即氧化还原反应有3个；分解反应为2Cr（OH）3Cr2O3+3H2O，即分解反应有1个。