Question

【題目】工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分是FeO·Cr2O3，含少量MgCO3、Al2O3、SiO2等)為原料制取鉻酸鈉(Na2CrO4)晶體，其工藝流程如下：

已知：①＋3價Cr在酸性溶液中性質(zhì)穩(wěn)定，當pH>9時以CrO形式存在且易被氧化。

②常溫下，部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下：

陽離子	Fe3＋	Fe2＋	Mg2＋	Al3＋	Cr3＋
開始沉淀時的pH	1．9	7．0	9．1	—	—
沉淀完全時的pH	3．2	9．0	11．1	4．7(>10溶解)	5．6(>9溶解)

(1)提高酸浸速率的措施有__________________________________(答兩條)。

(2)濾渣1的主要成分是_____；濾渣2的主要成分是_____；濾渣3的主要成分是_____。

(3)流程中兩次使用了H2O2進行氧化，H2O2的電子式為___________；第一次氧化時反應(yīng)的離子方程式為_____________________；第二次氧化時目的是____________________。

(4)流程圖中“ ”內(nèi)的操作是________________、洗滌、干燥。

(5)除去酸性廢水中含有的Cr2O72-可以使用FeSO4，測得反應(yīng)后的溶液中含Cr3＋、Fe2＋、Fe3＋、H＋等陽離子。該反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。

Answer 1

【答案】將鉻鐵礦粉碎,加熱,適當提高硫酸的濃度,攪拌 SiO2 Fe(OH)3、Al(OH)3 Mg(OH)2 2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++ 2H2O 將CrO2-氧化為CrO42- 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 6Fe2++Cr2O72-+14H+ = 6Fe3++ 2Cr3++7H2O

【解析】

(1)提高酸浸速率的措施有將鉻鐵礦粉碎，加熱，適當提高硫酸的濃度，攪拌。

(2) FeO·Cr2O3，MgCO3、Al2O3都與硫酸反應(yīng)，SiO2不與硫酸反應(yīng)，濾渣1的主要成分是SiO2；根據(jù)陽離子沉淀時的pH值，鐵離子、鋁離子沉淀，因此濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3；根據(jù)鎂離子沉淀的pH值，得到濾渣3的主要成分是Mg(OH)2。

(3)流程中兩次使用了H2O2進行氧化，H2O2的電子式為：；第一次氧化時主要是亞鐵離子被雙氧水氧化，其離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++ 2H2O；第二次氧化時主要是CrO2－被雙氧水氧化，其目的是將CrO2－氧化為CrO42－。

(4)流程圖中“ ”內(nèi)的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、洗滌、干燥。

(5)除去酸性廢水中含有的Cr2O72－可以使用FeSO4，亞鐵離子和重鉻酸根反應(yīng)生成鉻離子和鐵離子。

(1)提高酸浸速率的措施有將鉻鐵礦粉碎，加熱，適當提高硫酸的濃度，攪拌，故答案為：將鉻鐵礦粉碎，加熱，適當提高硫酸的濃度，攪拌。

(2) FeO·Cr2O3，MgCO3、Al2O3都與硫酸反應(yīng)，SiO2不與硫酸反應(yīng)，濾渣1的主要成分是SiO2；根據(jù)陽離子沉淀時的pH值，鐵離子、鋁離子沉淀，因此濾渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3；根據(jù)鎂離子沉淀的pH值，得到濾渣3的主要成分是Mg(OH)2；故答案為：SiO2；Fe(OH)3、Al(OH)3；Mg(OH)2。

(3)流程中兩次使用了H2O2進行氧化，H2O2的電子式為：；第一次氧化時主要是亞鐵離子被雙氧水氧化，其離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++ 2H2O；第二次氧化時主要是CrO2－被雙氧水氧化，其目的是將CrO2－氧化為CrO42－，故答案為：；2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++ 2H2O；將CrO2－氧化為CrO42－。

(4)從溶液中得到晶體，可以采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法進行，因此流程圖中“ ”內(nèi)的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、洗滌、干燥，故答案為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶。

(5)除去酸性廢水中含有的Cr2O72－可以使用FeSO4，亞鐵離子和重鉻酸根反應(yīng)生成鉻離子和鐵離子，其離子方程式為6Fe2++Cr2O72－+14H+ = 6Fe3++ 2Cr3++7H2O，故答案為：6Fe2++Cr2O72－+14H+ = 6Fe3++ 2Cr3++7H2O。