Question

【題目】某工業(yè)廢料中含有 Cr(OH)3、Al2O3、CuO、NiO 等物質(zhì)，工業(yè)上通過下列流程回收其中有用的金屬和制取 Na2Cr2O7。

已知：①“水浸過濾”后的溶液中存在 Na2CrO4、NaAlO2 等物質(zhì)

②除去濾渣 II 后，溶液中存在反應 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

③Na2Cr2O7、Na2CrO4 在不同溫度下的溶解度(g/100 g H2O)如下表：

	20℃	60℃	100℃
Na2Cr2O7	183	269	415
Na2CrO4	84	115	126

(1)“焙燒”過程中生成 NaAlO2 的化學方程式為_____。

(2)生成濾渣時，需加入適量稀硫酸調(diào)節(jié)溶液的 pH 除去 AlO2 -，若稀硫酸過量，則因過量引起反應的離子方程式為_______________________。

(3)“系列操作”為：繼續(xù)加入稀硫酸、_____、冷卻結(jié)晶、過濾。繼續(xù)加入稀硫酸的目的是_________；濾渣 III 中除含有少量硫酸鈉晶體外，主要成分是 _________________(寫化學式)。

(4)工業(yè)上還可以在“水浸過濾”后的溶液中加入適量稀硫酸，用石墨作電極電解生產(chǎn)金屬鉻，陰極的電極反應式為 ____。

(5)流程圖最后的“濾液”中仍然有殘留的 Na2Cr2O7。Cr 為重金屬元素，若含量過高就排入河流中， 會對河水造成重金屬污染。為測定“濾液”中的 c(Na2Cr2O7)，某實驗小組取“濾液”20 mL，加水稀釋至 250 mL，再取稀釋后的溶液 25 mL 于錐形瓶中，用 c mol/L的 FeSO4 溶液進行氧化還原滴定,到終點 時清耗 FeSO4 溶液體積為 V mL[已知發(fā)生的反應為Na2Cr2O7+FeSO4+H2SO4→Na2SO4+Cr2(SO4)3+ Fe2(SO4)3+ H2O(未配平)]，則“濾液”中的c(Na2Cr2O7)=_________mol/L。

Answer 1

【答案】)Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑Al(OH)3+ 3H+=Al3++ 3H2O蒸發(fā)濃縮促進化學平衡向正反應方向移動，盡可能生成更多的Na2Cr2O7Na2Cr2O7Cr2O72-+14H++12e-=2Cr↓+7H2OcV/12

【解析】

以含有Cr（OH）3、Al2O3、CuO、NiO等物質(zhì)的業(yè)廢料為原料，烘干后加入碳酸鈉和氧氣高溫灼燒發(fā)生反應4Cr（OH）3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+6H2O+4CO2，Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑，水浸后過濾得到濾渣CuO、NiO，濾液為Na2CrO4，NaAlO2等，調(diào)節(jié)溶液PH沉淀偏鋁酸根離子，過濾得到濾液Na2CrO4，濾渣Ⅱ的主要成分有Al（OH）3，濾液Na2CrO4加入硫酸酸化生成重鉻酸鈉溶液，通過提純得到重鉻酸鈉。

（1）“焙燒”過程中生成NaAlO2的化學方程式為：Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑，故答案為：Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑；

（2）若稀硫酸過量，生成的氫氧化鋁會溶解，則因過量引起反應的離子方程式為：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，故答案為：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；

（3）鉻酸鈉中加入硫酸生成重鉻酸鈉和硫酸鈉，所以得到濾渣Ⅲ應為硫酸鈉，根據(jù)兩種物質(zhì)的溶解度與溫度的關系可知重鉻酸鈉的溶解度較大，而硫酸鈉的溶解度較小，所以得到濾渣Ⅲ硫酸鈉的步驟為 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，繼續(xù)加入稀硫酸的目的是促進化學平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O向正反應方向移動，盡可能生成更多的Na2Cr2O7，分析可知，濾渣III中除含有少量疏酸鈉晶體外，主要成分是Na2Cr2O7，故答案為：蒸發(fā)濃縮；促進化學平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O向正反應方向移動，盡可能生成更多的Na2Cr2O7；Na2Cr2O7；

（4）用石墨作電極電解生產(chǎn)金屬鉻，酸性溶液中Cr2O72-得到電子生成鉻，陰極的電極反應式為：Cr2O72-+14H++12e-=2Cr↓+7H2O，故答案為：Cr2O72-+14H++12e-=2Cr↓+7H2O；

（5）VmL c mol/L的FeSO4溶液中硫酸亞鐵物質(zhì)的量n（FeSO4）=cV×10-3mol，與Na2Cr2O7 溶液反應生成鐵離子，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量cV×10-3mol，電子守恒Na2Cr2O7 轉(zhuǎn)化為Cr3+時得到cV×10-3mol電子，則n（Na2Cr2O7）=mol，則c（Na2Cr2O7）=×=mol/L，故答案為：。