Question

【題目】以鉻鐵礦(主要成分為FeO·Cr2O3，還含有Al2O3等雜質)為原料制備金屬鉻的工藝流程如圖所示：

（1）“焙燒”后所得固體為Na2CrO4、Fe2O3和NaAlO2。

①“焙燒”時FeO·Cr2O3發生反應的化學方程式為____。

②“焙燒”時Al2O3發生反應的化學方程式為____。

（2）“調pH=7”時生成Al(OH)3的離子方程式為____。

（3）“過濾”所得濾渣為Cr(OH)3，“還原”反應的離子方程式為____。

（4）“冶煉”時的化學方程式為____。

（5）含醋酸的酸性廢水可用圖2所示方法處理，寫出負極的電極反應式：____。

Answer 1

【答案】4(FeO·Cr2O3)＋7O2＋8Na2CO3 2Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2 Al2O3＋Na2CO3 2NaAlO2＋CO2↑ AlO2－＋CH3COOH＋H2O= Al(OH)3↓＋CH3COO－ 3S2－＋4Cr2O72－＋16H2O= 3SO42－＋8Cr(OH)3↓＋8OH－ 2Al＋Cr2O3 Al2O3＋2Cr CH3COOH—8e—+2H2O=2CO2↑+8H+

【解析】

鉻鐵礦通過焙燒，發生的反應有4(FeO·Cr2O3)＋7O2＋8Na2CO3 2Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2，Al2O3＋Na2CO3 2NaAlO2＋CO2↑，所以得到的固體中含有Na2CrO4和Fe2O3和NaAlO2，然后加水溶解得固體氧化鐵和Na2CrO4溶液和NaAlO2溶液，向濾液中加入醋酸并調節溶液的pH=7，反應生成氫氧化鋁成，過濾除去，得到重鉻酸鉀溶液，利用硫化鉀還原重鉻酸鉀得到氫氧化鉻和硫酸鉀和氫氧化鉀溶液，過濾得到濾渣氫氧化鉻，灼燒得到氧化鉻，運用鋁熱反應冶煉生成鉻，據此解題。

(1) ①焙燒時反應為 4(FeO·Cr2O3)＋7O2＋8Na2CO3 2Fe2O3＋8Na2CrO4＋8CO2 ；

②焙燒時氧化鋁和碳酸鈉反應生成偏鋁酸鈉和二氧化碳，方程式為： Al2O3＋Na2CO3 2NaAlO2＋CO2↑ ；

(2).調節pH=7，醋酸和偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁，離子方程式為： AlO2－＋CH3COOH＋H2O= Al(OH)3↓＋CH3COO－；

(3)硫化鉀還原重鉻酸鉀，離子方程式為： 3S2－＋4Cr2O72－＋16H2O= 3SO42－＋8Cr(OH)3↓＋8OH－；

(4)冶煉為鋁和氧化鉻反應生成鉻和氧化鋁，方程式為：2Al＋Cr2O3 Al2O3＋2Cr；

(5)根據電極產物分析，醋酸失去電子生成二氧化碳，為原電池的負極，電極反應為： CH3COOH—8e—+2H2O=2CO2↑+8H+。