Question

6．铬酸铅（PbCrO₄）俗称铬黄，不溶于水．广泛用于涂料、油墨等工业．实验室模拟工业上用含铬废料（含有Cr₂O₃、Fe₂O₃、C、Si等）来制备铬黄的工艺流程如下：

已知：Cr₂O₃与氧气不反应，化学性质与氧化铝类似，溶液2成分之一为NaCrO₂，溶液3成分之一为Na₂CrO₄
（1）粉碎的目的是增加反应物间的接触面积，加快反应速率
（2）废渣1的主要成分是SiO₂
（3）已知Fe（OH）₃的Ksp=4×10^-38，则在溶液1残留的c（Fe³⁺）=4x10^-23mol/L
（4）写出生成NaCrO₂的离子方程式Cr₂O₃+2OH^-=2CrO₂^-+H₂O
（5）溶液2中加入双氧水发生反应的离子方程式2OH^-+2CrO₂^-+3H₂O₂=2CrO₄^2-+4H₂O
（6）检验铬黄洗涤干净的操作方法是取最后洗涤液少量于试管中，滴加硝酸银溶液，若不出现白色沉淀，则洗涤干净．

Answer 1

分析 流程分析可知，铬废料（主要成分为Cr₂O₃，杂质为Fe₂O₃、Al₂O₃、C、SiO₂）为原料粉碎焙烧除去碳，后在反应器中加入浓盐酸浸取，因二氧化硅不反应，经过滤可得到废渣Ⅰ为二氧化硅，溶液1中含有Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺等，加入氢氧化钠溶液调节pH=9，可除去Fe³⁺、Al³⁺，得到的废渣2为Al（OH）₃和Fe（OH）₃，在CrO₂^2-溶液2中加入过氧化氢，经氧化可得到CrO₄^2-溶液，然后加入Pb（NO₃）₂溶液，可得到PbCrO₄沉淀，
（1）将铬污泥粉碎可以增大与盐酸的接触面积，有利于提高浸取率；
（2）上述分析可知，滤渣1的主要成分是二氧化硅；
（3）K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）=4×10^-38，溶液PH=9铁滤渣沉淀完全，据此计算；
（4）Cr₂O₃与氧气不反应，化学性质与氧化铝类似，Cr₂O₃ 与强碱溶液反应生成NaCrO₂；
（5）由流程图可知，加入30%H₂O₂的目的是在碱性条件下将CrO₂^-氧化为CrO₄^2-，同时生成水；
（6）检验沉淀是否完全的方法是：取最后一次洗涤液，滴加AgNO₃溶液，无沉淀生成，说明沉淀完全．

解答 解：铬废料（主要成分为Cr₂O₃，杂质为Fe₂O₃、Al₂O₃、C、SiO₂）为原料粉碎焙烧除去碳，后在反应器中加入浓盐酸浸取，因二氧化硅不反应，经过滤可得到废渣Ⅰ为二氧化硅，溶液1中含有Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺等，加入氢氧化钠溶液调节pH=9，可除去Fe³⁺、Al³⁺，得到的废渣2为Al（OH）₃和Fe（OH）₃，在CrO₂^2-溶液2中加入过氧化氢，经氧化可得到CrO₄^2-溶液，然后加入Pb（NO₃）₂溶液，可得到PbCrO₄沉淀，
（1）将铬污泥粉碎可以增大与盐酸的接触面积，加快反应速率，有利于提高浸取率，故答案为：增加反应物间的接触面积，加快反应速率；
（2）滤渣1的主要成分是二氧化硅，故答案为：SiO₂；
（3）K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）=4×10^-38，调节溶于PH=9，c（OH^-）=10^-5mol/L，则在溶液1残留的c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{4×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-5}）^{3}}$=4×10^-23mol/L，
故答案为：4×10^-23mol/L；
（4）Cr₂O₃与氧气不反应，化学性质与氧化铝类似，Cr₂O₃ 与强碱溶液反应生成NaCrO₂，反应的离子方程式为：Cr₂O₃+2OH^-=2CrO₂^-+H₂O，
故答案为：Cr₂O₃+2OH^-=2CrO₂^-+H₂O；
（5）由流程图可知，加入30%H₂O₂的目的是在碱性条件下将CrO₂^-氧化为CrO₄^2-，同时生成水，反应离子方程式为3H₂O₂+2CrO₂^-+2OH^-=2CrO₄^2-+4H₂O；
故答案为：3H₂O₂+2CrO₂^-+2OH^-=2CrO₄^2-+4H₂O；
（6）检验铬黄洗涤干净的操作方法是：取最后的一次洗涤液，滴加AgNO₃溶液，无沉淀生成，说明沉淀完全；
故答案为：取最后洗涤液少量于试管中，滴加硝酸银溶液，若不出现白色沉淀，则洗涤干净．

点评 本题考查物质的分离、提纯的综合应用，为高考常见题型，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，本题注重溶度积常数的计算、离子的检验、氧化还原反应等知识点，难度不大，离子的检验是高考的热点，注意离子方程式的书写．