Question

工業(yè)廢水、廢渣中的有害成分必須進(jìn)行處理，否則會(huì)對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的危害，某化工廠從鉻渣中提取硫酸鈉的工藝如圖1：

已知：①鉻渣含有Na₂SO₄及少量Cr₂O₇^2-、Fe³⁺；
②Fe³⁺、Cr³⁺完全沉淀（c≤1.0×10^-5 mol?L^-1）時(shí)pH分別為3.6和5．
（1）“微熱”除能加快反應(yīng)速率外，同時(shí)還可以

 

，濾渣A為

 

（填化學(xué)式）．
（2）根據(jù)圖2溶解度（S）∽溫度（T）曲線，操作B的最佳方法為

 

（填字母序號(hào)）
A．蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾
B．蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過濾
（3）酸C為

 

，Cr（OH）₃的溶度積常數(shù)Ksp[Cr（OH）₃]=

 

．
（4）根據(jù)2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O設(shè)計(jì)圖3示裝置（均為惰性電極）電解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，電解池中左側(cè)電極連接電源的

 

極，其右側(cè)電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：鉻渣含有Na₂SO₄及少量Cr₂O₇^2-、Fe³⁺，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH約3.6并加熱，可生成Fe（OH）₃沉淀，過濾得到A為Fe（OH）₃，由于Na₂Cr₂O₇溶解度在溫度較高時(shí)較大，濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾得到硫酸鈉，母液中含有Na₂Cr₂O₇，加入亞硫酸鈉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)可得到Cr³⁺，調(diào)節(jié)溶液pH為5，可生成沉淀D，即Cr（OH）₃，以此解答該題．

解答： 解：鉻渣含有Na₂SO₄及少量Cr₂O₇^2-、Fe³⁺，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH約3.6并加熱，可生成Fe（OH）₃沉淀，過濾得到A為Fe（OH）₃，由于Na₂Cr₂O₇溶解度在溫度較高時(shí)較大，濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾得到硫酸鈉，母液中含有Na₂Cr₂O₇，加入亞硫酸鈉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)可得到Cr³⁺，調(diào)節(jié)溶液pH為5，可生成沉淀D，即Cr（OH）₃，（1）加熱是，有利于Fe³⁺水解生成Fe（OH）₃而除去，沉淀A為Fe（OH）₃，故答案為：促進(jìn)Fe³⁺水解生成Fe（OH）₃而除去；Fe（OH）₃；
（2）由于Na₂Cr₂O₇溶解度在溫度較高時(shí)較大，濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾得到硫酸鈉，故答案為：A；
（3）Na₂Cr₂O₇具有強(qiáng)氧化性，酸化時(shí)，一般用稀硫酸，
Cr³⁺完全沉淀（c≤1.0×10^-5 mol?L^-1）時(shí)pH5，則c（OH^-）=1.0×10^-9 mol?L^-1，Ksp[Cr（OH）₃]=c³（OH^-）×c（Cr³⁺）=1.0×10^-32 mol⁴?L^-4，
故答案為：H₂SO₄； 1.0×10^-32 mol⁴?L^-4；
（4）根據(jù)2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O電解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，應(yīng)在酸性條件下進(jìn)行，即右側(cè)電極生成H⁺，則消耗OH^-，發(fā)生氧化反應(yīng)，右側(cè)為陽極，則左側(cè)為陰極，連接電源的負(fù)極，右側(cè)發(fā)生，
故答案為：負(fù)；4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的分離、提純的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目以實(shí)驗(yàn)形式考查電解原理及難溶電解質(zhì)的溶解平衡和沉淀轉(zhuǎn)化，注意信息與所學(xué)知識(shí)的結(jié)合來解答，并注意氧化還原反應(yīng)及圖表數(shù)據(jù)的應(yīng)用，題目難度中等．