Question

【題目】鉻渣是生產(chǎn)金屬鉻和鉻鹽過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣，其中含有Na2SO4及少量Cr2O72—、Fe3+。從鉻渣中提取Na2SO4的工藝流程：

已知：常溫時(shí)，Fe3+、Cr3+完全沉淀時(shí)c≤1×10-5mol·L-1，Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38，Ksp[Cr(OH)3]=6×10-31。

（1）調(diào)pH約為3.6目的是_________。

（2）根據(jù)下圖溶解度(S)—溫度(T)曲線，判斷操作B為蒸發(fā)濃縮、_________________。

（3）“酸化、還原”步驟反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。

（4）濾渣D為________________________（填化學(xué)式）。

（5）如圖，某工廠采用電解法處理含鉻廢水，用鐵板作陰陽(yáng)極，槽中盛放含鉻廢水，A接電源的_______極；陽(yáng)極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為__________________。若不考慮氣體的溶解，當(dāng)收集到6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的H2時(shí)，理論上有___molCr2O72—被還原。

Answer 1

【答案】使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀 趁熱過(guò)濾 3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O Cr(OH)3 正 6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O 0.05

【解析】

分析流程圖，鉻渣用水浸取后加入稀NaOH溶液并調(diào)節(jié)pH為3.6并微熱，可使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，通過(guò)過(guò)濾除去。濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、趁熱過(guò)濾可以得到產(chǎn)品，過(guò)濾出的母液經(jīng)酸酸化，與Na2SO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使Cr2O72-還原為Cr3+，通過(guò)加入NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH使Cr3+轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3而除去，同時(shí)提取溶液中的Na2SO4得到產(chǎn)品。據(jù)此進(jìn)行分析。

（1）根據(jù)題給信息，調(diào)節(jié)pH為3.6的目的是使Fe3+完全沉淀，答案為：使Fe3+完全沉淀；

（2）根據(jù)圖中溶解度(S)—溫度(T)曲線可知，達(dá)到一定溫度再升溫，Na2SO4溶解度降低，所以判斷操作B為蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾。答案為：趁熱過(guò)濾；

（3）根據(jù)流程圖可知，母液中含有Cr2O72–，在酸C提供H+的條件下，可將SO32-氧化成SO42-，故離子反應(yīng)方程式為：3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；答案為：3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；

（4）由上述分析可知，濾渣D為Cr(OH)3；答案為：Cr(OH)3；

（5）由B極上產(chǎn)生氫氣可知B極為陰極，則A極為陽(yáng)極，接電源的正極。陽(yáng)極區(qū)鐵失去電子生成Fe2+，在溶液中Fe2+被Cr2O72-氧化，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。由得失電子守恒可知，當(dāng)收集到6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的H2時(shí)，即H2的物質(zhì)的量=時(shí)，產(chǎn)生0.3molFe2+，根據(jù)反應(yīng)方程式，可知理論上有0.05mol Cr2O72-被還原。答案為：正；6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；0.05。