Question

【題目】鉻渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe2+。從化工廠鉻渣中提取硫酸鈉的工藝如下：

已知：常溫時(shí)，F(xiàn)e3+、Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5mol·L-1)時(shí)pH分別為3.6和5。

(1)“微熱”的作用是__________________。（填寫兩點(diǎn)）；濾渣A為_____（填化學(xué)式）。

(2)根據(jù)溶解度(S)-溫度(T)曲線，操作B為___________。

(3)酸C為_________（填化學(xué)式），“酸化、還原”步驟反應(yīng)的離子方程式為__________。

(4)常溫時(shí)，Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp[Cr(OH)3]=_______。

(5)某工廠采用電解法處理含鉻廢水，用鐵作陰陽極，槽中盛放含鉻廢水，原理示意圖如下。

陰極放出氫氣，陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)有_________，___________。不考慮氣體的溶解，當(dāng)收集到6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氫氣時(shí)，理論上有________molCr2O72-被還原。

Answer 1

【答案】 加快反應(yīng)速率 促進(jìn)Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去 Fe(OH)3 蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾 H2SO4 3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O 1.0×10-32 Fe-2e-=Fe2+ Cr2O72-+6Fe2++17H2O =2Cr(OH)3↓+6Fe(OH)3↓+10H+ 0.05

【解析】（1）因?yàn)樗�解反�?yīng)吸熱，故“微熱”除能加快反應(yīng)速率外，同時(shí)還可以促進(jìn)Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去，濾渣A為Fe(OH)3；（2）根據(jù)如圖2溶解度（S）～溫度（T）曲線，操作B的最佳方法為先將混合溶液蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾，趁熱過濾的目的是有利于硫酸鈉結(jié)晶析出，可以防止Na2Cr2O72H2O結(jié)晶析出；（3）Na2Cr2O7具有強(qiáng)氧化性，且不能引入新雜質(zhì)，為保證最后得到純凈的硫酸鈉，酸C為H2SO4。酸化后Cr2O72-可被SO32-還原成Cr3+，SO32-變?yōu)?/span>SO42-，離子方程式為3SO32-+Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；（4）根據(jù)Cr3+完全沉淀（c≤1.0×10-5 molL-1）時(shí)pH為5，則c（H+）=10-5 mol/L，c（OH-）=10-9 molL-1，則Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp[Cr(OH)3]=（Cr3+）c3（OH-）=1.0×10-32mol4L-4；（5）鐵作陽極，鐵失去電子，電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+，生成亞鐵離子還原重鉻酸根離子，方程式為Cr2O72-+6Fe2++17H2O =2Cr(OH)3↓+6Fe(OH)3↓+10H+；6.72L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氫氣是0.3mol，根據(jù)電子得失守恒可知產(chǎn)生亞鐵離子是0.3mol，所以理論上有0.3mol÷6＝0.05molCr2O72-被還原。