Question

【题目】利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬的铬渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出铬和铝，为实现铬和铝的再生利用。其工作流程如下：

（1）铝热法冶炼金属铬，是利用了金属铝的__________（填“氧化性”或“还原性”）。

（2）溶液1中的阴离子有CrO42-、______、_______。

（3）过程I，在Cr2O3参与的反应中，若生成0.4molCrO42-，消耗氧化剂的物质的量是_______。

（4）通入CO2调节溶液pH实现物质的分离。

①滤渣A煅烧得到Al2O3，再用电解法冶炼Al。冶炼Al的化学方程式是____________________。

②滤渣B受热分解所得物质可以循环利用，B是__________。

③已知：2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O K=4.0×1014滤液3中Cr2O72-的浓度是0.04mol/L，则CrO42-的浓度是__________mol/L。

（5）过程II的目的是得到K2Cr2O7粗品。下表是不同温度下化合物的溶解度（g/100gH2O）

化合物名称	0℃	20℃	40℃	60℃	80℃
NaCl	35.7	36.0	36.6	373	38.4
KCl	28.0	34.2	40.1	45.8	51.3
K2Cr2O7	4.7	12.3	26.3	45.6	73.0
Na2Cr2O7	163	183	215	269	376

结合表中数据分析，过程II的操作是：向滤液③中加入稀盐酸和KCl固体后，_____________，过滤，得到K2Cr2O7粗品。

Answer 1

【答案】还原性 AlO2- OH- 0.3mol 2Al2O3（熔融）3O2↑+4Al NaHCO3 0.01 蒸发浓缩、降温结晶

【解析】

利用熔融碱焙烧工艺可从铝热法生产金属铬所得铬渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出铬和铝，铬渣加入熔融NaOH、空气，降温水浸，铝、氧化铝溶解生成偏铝酸钠，Cr2O3溶解得到CrO42-，得到溶液Ⅰ中含有CrO42-、AlO2-、OH-，通入二氧化碳调节溶液pH=9沉淀铝离子生成氢氧化铝沉淀，滤渣A为氢氧化铝，滤液2继续通入二氧化碳调节溶液pH=6过滤得到，滤渣B为碳酸氢钠晶体，滤液3含Cr2O72-、CrO42-等，过程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重结晶可制得纯净的K2Cr2O7，

(1)铝热反应中铝失电子作还原剂。
(2)铝、氧化铝溶解生成偏铝酸钠，Cr2O3溶解得到CrO42-，得到溶液Ⅰ中含有CrO42-、AlO2-、OH-。
(3)在Cr2O3参与的反应中，若生成0.4mol CrO42-，反应的离子方程式为：2Cr2O3+8OH-+3O2=4CrO42-+4H2O，据此计算，反应的氧化剂氧气物质的量为0.3mol；
(4)①电解熔融氧化铝生成铝和氧气，化学方程式为2Al2O3（熔融）3O2↑+4Al。
②滤渣B受热分解所得物质可以循环利用是碳酸氢钠分解生成的碳酸钠，B为碳酸氢钠晶体。
③已知：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O K=4.0×1014，滤液3中Cr2O72-的浓度是0.04mol/L，K=，氢离子浓度c（H+）=10-6mol/L，CrO42-的浓度=，经计算得c = 。
（5）过程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品是溶液中得到溶质固体，利用物质溶解度分析，K2Cr2O7溶解度比Na2Cr2O7 小，加入氯化钾和稀盐酸蒸发浓缩、降温结晶得到晶体。