Question

從化工廠鉻渣中提取硫酸鈉的工藝如下：

已知：①鉻渣含有Na₂SO₄及少量Cr₂O₇^2-、Fe³⁺；②Fe³⁺、Cr³⁺完全沉淀（c ≤1.0×10^-5 mol·L^-1）時pH分別為3.6和5。
（1）“微熱”除能加快反應速率外，同時還可以        ，濾渣A為        （填化學式）。
（2）根據溶解度（S）∽溫度（T）曲線，操作B的最佳方法為        （填字母序號）

A．蒸發濃縮，趁熱過濾
B．蒸發濃縮，降溫結晶，過濾
（3）酸化后Cr₂O₇^2－可被SO₃^2-還原成Cr³⁺，離子方程式為：                       ；酸C為       ，Cr(OH)₃的溶度積常數Ksp[Cr(OH)₃]＝                  。
（4）根據2CrO₄^2－＋2H⁺  Cr₂O₇^2－＋H₂O設計圖示裝置（均為惰性電極）電解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，圖中右側電極連接電源的     極，其電極反應式為                     。

Answer 1

（1）促進Fe^3＋水解生成Fe(OH)₃而除去；（2分）Fe(OH)₃；（2分）
（2）A（2分）
（3）3SO₃^2-＋Cr₂O₇^2-＋8H^＋＝2Cr^3＋＋3SO₄^2-＋4H₂O；（3分，化學式和配平錯誤0分）
H₂SO₄；（2分）1.0×10^－32 mol⁴·L^-4（2分，不帶單位扣1分）
（4）正極，（2分）4OH^－-4e^－＝O₂↑＋2H₂O（2分）（無“↑”扣分1分）

解析試題分析：（1）鹽類的水解反應為吸熱反應，所以微熱能促進Fe^3＋水解生成Fe(OH)₃而除去；Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃沉淀，所以濾渣A為Fe(OH)₃。
（2）根據溶解度（S）∽溫度（T）曲線，可以看出溫度較高時，隨著溫度的升高，Na₂SO₄的溶解度逐漸減小，所以采用蒸發濃縮，趁熱過濾的方法，故A項正確。
（3）酸化后Cr₂O₇^2－把SO₃^2-氧化為SO₄²?，所以離子方程式為：3SO₃^2-＋Cr₂O₇^2-＋8H^＋＝2Cr^3＋＋3SO₄^2-＋4H₂O；因為最終產品為Na₂SO₄，為避免產生雜質，酸C為H₂SO₄；恰好完全沉淀時離子濃度為1.0×10^-5 mol·L^-1，Cr³⁺完全沉淀時pH為5，c(OH?)= 1.0×10^-9 mol·L^-1，所以Cr(OH)₃的溶度積常數Ksp[Cr(OH)₃]＝c(Cr³⁺)?c³(OH?)= 1.0×10^-5 mol·L^-1×(1.0×10^-9 mol·L^-1)³=1.0×10^－32 mol⁴·L^-4。
（4）根據示意圖，圖中右側Na₂CrO₄轉化為Na₂Cr₂O₇，需要H⁺，說明右側電極發生H₂O電離產生的OH?放電，使H₂O的電離平衡向右移動，H⁺增多，所以右側電極連接電源的正極，電極方程式為：4OH^－-4e^－＝O₂↑＋2H₂O
考點：本題考查化學工藝流程分析、晶體結晶、離子方程式的書寫、溶度積常數的計算、電解原理及應用。