Question

【題目】元素鉻(Cr)在自然界主要以+3價和+6價存在。請回答下列問題：

(1)利用鉻鐵礦(FeO·Cr2O3)冶煉制取金屬鉻的工藝流程如圖所示：

①為加快焙燒速率和提高原料的利用率，可采取的措施之一是_________。

②“水浸”要獲得浸出液的操作是________。

(2)常溫下，已知Cr3+完全沉淀時溶液pH為5，(Cr3+濃度降至10-5mol·L-1可認(rèn)為完全沉淀)則Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp＝___。

(3)用石墨電極電解鉻酸鈉(Na2CrO4)溶液，可制重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(已知：2+2H+2+2H2O)

①電極b連接電源的______極(填“正”或“負(fù))，b極發(fā)生的電極反應(yīng)：________

②電解一段時間后，測得陽極區(qū)溶液中Na+物質(zhì)的量由amol變?yōu)?/span>bmol，則理論上生成重鉻酸鈉的物質(zhì)的量是________mol(用含a、b的代數(shù)式表示)

Answer 1

【答案】鉻鐵礦粉碎 過濾 1×10-32 正 2H2O-4e-=O2↑+4H+

【解析】

根據(jù)流程：鉻鐵礦(FeOCr2O3)加入純堿、通入空氣焙燒，得到Na2CrO4，過濾，濾液含有Na2CrO4，加入Na2S還原得到Cr(OH)3，反應(yīng)化學(xué)方程式為：8CrO42-+3S2-+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42-+16OH-，加熱Cr(OH)3可得到Cr2O3，再用還原劑還原得到Cr，據(jù)此分析解答。

（1）①為加快焙燒速率和提高原料的利用率，可采取將鉻鐵礦粉碎，以增大表面積 ，加快焙燒速率和提高原料的利用率；答案為鉻鐵礦粉碎。

②根據(jù)流程，水浸得到浸渣和浸取液，分離固液的操作是過濾；答案為過濾。

（2）已知Cr3+完全沉淀時溶液pH為5，則此時c(OH-)=1×10-9mol/L，c(Cr3+)=1×10-5mol/L，Cr(OH)3的溶度積常數(shù) Ksp=c(Cr3+)×c3(OH-)=1×10-5×(1×10-9)3=1×10-32；答案為1×10-32。

（3）①b極得到Na2Cr2O7，則b有反應(yīng)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，故b的電極反應(yīng)為水放電生成氧氣和氫離子，反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故b極附近水失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)為陽極，連接電源正極；答案為正，2H2O-4e-=O2↑+4H+。

②電解一段時間后，測得陽極區(qū)溶液中Na+物質(zhì)的量由a mol變?yōu)?/span>b mol，則溶液中移動的電荷為(a-b)mol，所以外電路中轉(zhuǎn)移的電子為(a-b)mol，陽極的電極反應(yīng)為：2H2O-4e-=O2+4H+，則陽極生成的氫離子為(a-b)mol，已知：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，則理論上生成重鉻酸鈉的物質(zhì)的量是mol；答案為。