Question

【題目】以含有Al2O3、Fe2O3等雜質的鉻鐵礦[主要成分為Fe(CrO2)2]為主要原料生產重鉻酸鈉晶體(Na2Cr2O7·2H2O)的主要工藝流程如下：

己知：鉻鐵礦在空氣中與純減煅燒生成Na2CrO4和一種紅棕色固體，同時釋放出CO2氣體，

且 Al2O3+Na2CO32NaAlO2+ CO2↑。請回答：

（1）在鉻鐵礦Fe(CrO2)2中，Cr的化合價為___________。

（2）濾渣2的成分為_____________。

（3）將濾渣1放入稀硫酸溶解后得溶液W，檢驗該溶液中金屬離子的方法是_________。

（4）根據有關國家標準，含CrO42-的廢水要經化學處理，使其濃度降至5.0×10-7mol/L以下才能排放。含CrO42-的廢水處理通常有以下兩種方法。

①沉淀法：

加入可溶性鋇鹽生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10]，再加入可溶性硫酸鹽處理多余的Ba2+。加入可溶性鋇鹽后的廢水中Ba2+的濃度應不小于________________mol/L，后續廢水處理方能達到國家排放標準。

②還原法：CrO42-Cr3+Cr(OH)3。寫出酸性條件下CrO42-與綠鞏在溶液中反應的離子方程式：_________________________________。

（5）某高效凈水劑是由K2FeO4得到的，工業上以溶液w、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K2FeO4，該反應的離子方程式是______________________。

Answer 1

【答案】（1）+3(1分)（2）Al(OH)3(2分)

（3）取少量溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，證明有Fe3+(其他合理答案也可)(2分)

（4）①2.4×10-4(2分)②CrO+3Fe2++8H+==Cr3++3Fe3++4H2O（2分）

（5）Fe3++3ClO-+10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O(2分)

【解析】

試題分析：（1）在鉻鐵礦Fe（CrO2）2中，Fe的化合價為+2，所以Cr的化合價為+3；

（2）含雜質的鉻鐵礦經煅燒、溶于水后，只有氧化鐵不溶于水，作為濾渣除去，所以濾渣1的成分是Fe2O3，此時溶液為Na2CrO4和 NaAlO2的混合液，通入CO2氣體會和NaAlO2反應產生Al（OH）3，所以濾渣2的成分是Al（OH）3；

（3）將濾渣l放入稀硫酸溶解后得溶液W為Fe2（SO4）3，檢驗Fe3+的方法是取少量溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，證明有Fe3+；

（4）①Ksp（BaCrO4）＝1．2×10－10，c（CrO42－）＜5．0×10－7 mo1/L，所以c（Ba2+）＞1．2×10－10/5．0×10－7＝2．4×10－4 mo1/L；

②酸性條件下 CrO42－與綠礬FeSO4 7 H2O反應，CrO42－作氧化劑，綠礬作還原劑，其離子方程式為CrO42－＋3Fe2+＋8H+＝Cr3+＋3Fe3+＋4H2O；

（5）W 為Fe2（SO4）3，以溶液Fe2（SO4）3、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K2FeO4，該反應的離子方程式是Fe3++3ClO- +10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O。