Question

15．铬酸铅（PbCrO₄）俗称铬黄，不溶于水，广泛用于涂料、油墨、漆布、塑料盒文教用品等工业，重铬酸铅（Na₂Cr₂O₇）是重要的化工产品和强氧化剂．实验室模拟工业上用铬污泥（含有Cr₂O₃、Fe₂O₃、Al₂O₃、Si₂O₃等）制备铬黄和Na₂Cr₂O₂的工艺流程如图

（1）将铬污泥粉碎的目的是增大接触面积，提高浸取率操作a的名称为过滤
（2）调整溶于a的pH为8.5-9.5的目的是除去Fe³⁺、Al³⁺可选择的试剂BC（填序号）
A．Cu（OH）₂B．NaOHC．Na₂CO₃D．NaHCO₃
（3）已知25℃时，Al（OH）₃的K_sp=1.0×10^-33，则该温度下反应Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺的平衡常数为1.0×10^-9
（4）写出加入30%H₂O₂过程中发生反应的离子方程式3H₂O₂+2CrO₂^-+2OH^-=2CrO₄^2-+4H₂O
（5）检验CrO₄^2-是否完全沉淀的方法是静置分层后，取上层清液，继续滴加Pb（NO₃）₂溶液，无沉淀生成，说明沉淀完全
（6）根据2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₃^2-+H₂O，设计如图装置（均为惰性电极）电解Na₂CrO₄，溶于制取Na₂Cr₂O₇，图中右侧电极连接电源的正极，其电极反应式为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 流程分析可知，铬污泥（主要成分为Cr₂O₃，杂质为Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂）为原料粉碎后在反应器中加入浓盐酸浸取，因二氧化硅不反应，经过滤可得到废渣为二氧化硅，溶液a中含有Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺等，加入碳酸钠溶液调节pH8.5～9.5，可除去Fe³⁺、Al³⁺，得到的废渣为Al（OH）₃和Fe（OH）₃，在CrO₂^2-溶液中加入过氧化氢，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；由流程图可知，操作a是把溶液与不溶物分离，应是过滤；
（2）制备铬黄和Na₂Cr₂O₂，除去杂质离子且加入试剂调节溶液PH不能引入新的杂质；
（3）该温度下反应Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺的平衡常数K=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（A{l}^{3+}）}$=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）×{c}^{3}（O{H}^{-}）}{c（A{l}^{3+}）{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{K{w}^{3}}{Ksp}$；
（4）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；
（5）检验沉淀是否完全的方法是：静置分层后，取上层清液，继续滴加Pb（NO₃）₂溶液，无沉淀生成，说明沉淀完全；
（6）根据2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，需要通过电解电解消耗OH^-提高溶液的酸性，说明在该电极是阳极，连接电源的正极，电极反应式为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．

解答 解：（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；
由流程图可知，操作a是把溶液与不溶物分离，应是过滤；
故答案为：增大接触面积，提高浸取率；过滤；
（2）制备铬黄和Na₂Cr₂O₂，除去杂质离子且加入试剂调节溶液PH不能引入新的杂质，调整溶于a的pH为8.5-9.5的目的是除去Fe³⁺、Al³⁺，调节溶液PH的试剂为，
A．Cu（OH）₂ 和酸反应后引入铜离子，故A错误；
B．NaOHi调节溶液PH且不引入新的杂质，故B正确；
C．Na₂CO₃ 碱性较强可以调节溶液PH，故C正确；
D．NaHCO₃ 溶液碱性较弱，不能调节溶液PH到8.5-9.5，故D错误；
故答案为：B
（3）该温度下反应Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺的平衡常数K=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）}{c（A{l}^{3+}）}$=$\frac{{c}^{3}（{H}^{+}）×{c}^{3}（O{H}^{-}）}{c（A{l}^{3+}）{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{K{w}^{3}}{Ksp}$=$\frac{（1×1{0}^{-14}）^{3}}{1×1{0}^{-33}}$=1.0×10^-9，
故答案为：1.0×10^-9；
（4）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；
（5）检验沉淀是否完全的方法是：静置分层后，取上层清液，继续滴加Pb（NO₃）₂溶液，无沉淀生成，说明沉淀完全；
故答案为：静置分层后，取上层清液，继续滴加Pb（NO₃）₂溶液，无沉淀生成，说明沉淀完全；
（6）根据2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，需要通过电解消耗OH^-，提高溶液的酸性，说明在该电极是阳极，连接电源的正极，电极反应式为4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，故答案为：正；4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．

点评 本题考查了物质分离提纯的流程分析判断，主要是实验基本操作、除杂试剂选择、溶度积常数计算、原电池原理和电极反应书写等知识，掌握基础是解题关键，题目难度中等．