Question

【题目】氧化铬（Cr2O3）主要用于冶炼金属铬、有机化学合成的催化剂等.工业上是以铬铁矿[主要成份为Fe(CrO2)2，还含有Al2O3、SiO2等杂质]为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：

（1）亚铬酸亚铁[Fe(CrO2)2]中Cr的化合价是___________。

（2）焙烧时的主要反应为：4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2，其中被氧化的元素为___，每产生32g Fe2O3，转移电子的物质的量为_______，该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_______。

（3）操作I包括过滤与洗涤，简述实验室中洗涤沉淀的操作：__________。

（4）硫磺在与铬酸钠的反应中转化为硫代硫酸钠，反应的离子方程式为___________，滤渣中除Al(OH)3外还有_______（填化学式）。

（5）某工厂用448 kg铬铁矿粉[含Fe(CrO2)280%]制备Cr2O3，最终得到产品182.4 kg，产率为______。

（6）Cr3+也有一定毒性，会污染水体，常温下要除去废液中多余的Cr3+，调节pH至少为_______，才能使铬离子沉淀完全 (已知：离子浓度小于1×10－5mol/L时沉淀就达完全， Cr(OH)3的Ksp=1.0×10－32)。

Answer 1

【答案】+3 Cr、Fe 2.8 mol 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 将蒸馏水沿着玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水自然流下后，再重复操作2～3次 4CrO42+6S+7H2O＝4Cr（OH）3↓+3S2O32+2OH H2SiO3 75.0% 5

【解析】

铬铁矿与纯碱、空气混合焙烧Fe(CrO2)2、Fe2O3，Al2O3、SiO2分别转化为偏铝酸钠和硅酸钠，加水浸取后得到氧化铁，滤液1中加入适量稀硫酸得到滤渣硅酸和氢氧化铝，铬酸钠溶液中加入硫磺生成氢氧化铬和硫代硫酸钠，氢氧化铬受热分解生成氧化铬，据此分析。

（1）根据化合物的组成可知：Fe为+2价，O为-2价，根据化合物化合价代数和为零可知， Cr的化合价为+3

本题答案：+3

（2）反应中Fe由+2价升高到+3价，Cr由+3升高到+6价，因此被氧化的元素为Fe、Cr。32g Fe2O3的物质的量是0.2mol，消耗氧气0.7mol，转移电子的数目为2.8mol；该步骤不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸盐和二氧化碳。

本题答案：Fe、Cr；2.8mol；陶瓷在高温下会与Na2CO3反应

（3）洗涤沉淀要注意用玻璃棒引流且在过滤器中完成，其操作方法为：将蒸馏水沿着玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水自然流下后，再重复操作2～3次

本题答案：将蒸馏水沿着玻璃棒慢慢倒入漏斗中浸没沉淀，待水自然流下后，再重复操作2～3次

（4）由电荷守恒和氧原子及氢原子守恒可知方程式为4CrO42+6S+7H2O＝4Cr（OH）3↓+3S2O32+2OH；矿石中SiO2焙烧生成硅酸钠，加入硫酸生成硅酸，即滤渣中除Al（OH3）外还有H2SiO3

本题答案：4CrO42+6S+7H2O＝4Cr（OH）3↓+3S2O32+2OH；H2SiO3

（5）182.4 kg÷（448kg×80%÷224g/mol×152g/mol）×100%=75.0%

本题答案：75.0%

（6）要使铬离子沉淀完全，c（Cr3+）＜10-5mol/L，则c（OH-）= mol/L =1×10-9 mol/L，所以pH=5

本题答案：5