Question

15．鉻酸鉛（PbCrO₄）俗稱鉻黃，不溶于水，廣泛用于涂料、油墨、漆布、塑料盒文教用品等工業(yè)，重鉻酸鉛（Na₂Cr₂O₇）是重要的化工產(chǎn)品和強氧化劑．實驗室模擬工業(yè)上用鉻污泥（含有Cr₂O₃、Fe₂O₃、Al₂O₃、Si₂O₃等）制備鉻黃和Na₂Cr₂O₂的工藝流程如圖

（1）將鉻污泥粉碎的目的是增大接觸面積，提高浸取率操作a的名稱為過濾
（2）調(diào)整溶于a的pH為8.5-9.5的目的是除去Fe³⁺、Al³⁺可選擇的試劑BC（填序號）
A．Cu（OH）₂B．NaOHC．Na₂CO₃D．NaHCO₃
（3）已知25℃時，Al（OH）₃的K_sp=1.0×10^-33，則該溫度下反應(yīng)Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺的平衡常數(shù)為1.0×10^-9
（4）寫出加入30%H₂O₂過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式3H₂O₂+2CrO₂^-+2OH^-=2CrO₄^2-+4H₂O
（5）檢驗CrO₄^2-是否完全沉淀的方法是靜置分層后，取上層清液，繼續(xù)滴加Pb（NO₃）₂溶液，無沉淀生成，說明沉淀完全
（6）根據(jù)2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₃^2-+H₂O，設(shè)計如圖裝置（均為惰性電極）電解Na₂CrO₄，溶于制取Na₂Cr₂O₇，圖中右側(cè)電極連接電源的正極，其電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．

Answer 1

分析 流程分析可知，鉻污泥（主要成分為Cr₂O₃，雜質(zhì)為Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂）為原料粉碎后在反應(yīng)器中加入濃鹽酸浸取，因二氧化硅不反應(yīng)，經(jīng)過濾可得到廢渣為二氧化硅，溶液a中含有Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺等，加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH8.5～9.5，可除去Fe³⁺、Al³⁺，得到的廢渣為Al（OH）₃和Fe（OH）₃，在CrO₂^2-溶液中加入過氧化氫，經(jīng)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）將鉻污泥粉碎可以增大與鹽酸的接觸面積，有利于提高浸取率；由流程圖可知，操作a是把溶液與不溶物分離，應(yīng)是過濾；
（2）制備鉻黃和Na₂Cr₂O₂，除去雜質(zhì)離子且加入試劑調(diào)節(jié)溶液PH不能引入新的雜質(zhì)；
（3）該溫度下反應(yīng)Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺的平衡常數(shù)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）由流程圖可知，加入30%H₂O₂的目的是在堿性條件下將CrO₂^-氧化為CrO₄^2-，同時生成水；
（5）檢驗沉淀是否完全的方法是：靜置分層后，取上層清液，繼續(xù)滴加Pb（NO₃）₂溶液，無沉淀生成，說明沉淀完全；
（6）根據(jù)2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O設(shè)計圖示裝置（均為惰性電極）電解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，需要通過電解電解消耗OH^-提高溶液的酸性，說明在該電極是陽極，連接電源的正極，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．

解答 解：（1）將鉻污泥粉碎可以增大與鹽酸的接觸面積，有利于提高浸取率；
由流程圖可知，操作a是把溶液與不溶物分離，應(yīng)是過濾；
故答案為：增大接觸面積，提高浸取率；過濾；
（2）制備鉻黃和Na₂Cr₂O₂，除去雜質(zhì)離子且加入試劑調(diào)節(jié)溶液PH不能引入新的雜質(zhì)，調(diào)整溶于a的pH為8.5-9.5的目的是除去Fe³⁺、Al³⁺，調(diào)節(jié)溶液PH的試劑為，
A．Cu（OH）₂ 和酸反應(yīng)后引入銅離子，故A錯誤；
B．NaOHi調(diào)節(jié)溶液PH且不引入新的雜質(zhì)，故B正確；
C．Na₂CO₃ 堿性較強可以調(diào)節(jié)溶液PH，故C正確；
D．NaHCO₃ 溶液堿性較弱，不能調(diào)節(jié)溶液PH到8.5-9.5，故D錯誤；
故答案為：B
（3）該溫度下反應(yīng)Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺的平衡常數(shù)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，
故答案為：1.0×10^-9；
（4）由流程圖可知，加入30%H₂O₂的目的是在堿性條件下將CrO₂^-氧化為CrO₄^2-，同時生成水，反應(yīng)離子方程式為3H₂O₂+2CrO₂^-+2OH^-=2CrO₄^2-+4H₂O；
故答案為：3H₂O₂+2CrO₂^-+2OH^-=2CrO₄^2-+4H₂O；
（5）檢驗沉淀是否完全的方法是：靜置分層后，取上層清液，繼續(xù)滴加Pb（NO₃）₂溶液，無沉淀生成，說明沉淀完全；
故答案為：靜置分層后，取上層清液，繼續(xù)滴加Pb（NO₃）₂溶液，無沉淀生成，說明沉淀完全；
（6）根據(jù)2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O設(shè)計圖示裝置（均為惰性電極）電解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，需要通過電解消耗OH^-，提高溶液的酸性，說明在該電極是陽極，連接電源的正極，電極反應(yīng)式為4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，故答案為：正；4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O．

點評 本題考查了物質(zhì)分離提純的流程分析判斷，主要是實驗基本操作、除雜試劑選擇、溶度積常數(shù)計算、原電池原理和電極反應(yīng)書寫等知識，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．