Question

【題目】鉻鞣劑[Cr(OH)SO4]可用于提高皮革的耐曲折強(qiáng)度。一種以鉻渣(含Cr2O3及少量Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備Cr(OH)SO4的工藝流程如圖：

回答下列問題：

（1）“焙燒”時(shí)，Cr2O3轉(zhuǎn)化為Na2CrO4的化學(xué)方程式為__。

（2）“水浸”過程中，物料的粒度(顆粒大小)對(duì)鉻殘余量的影響如圖所示，則最佳反應(yīng)條件為__。

（3）“濾渣1”中有一種成分為鐵鋁酸四鈣(Ca4Fe2Al2O10)，是制造水泥的原料之一，用氧化物的形式表示其化學(xué)式__。

（4）“濾渣2”主要成分為Al(OH)3和__(填化學(xué)式)，“過濾2”后，將溶液pH調(diào)至a，a__6.5(填“小于”或“大于”)，目的是__(用離子方程式表示)。

（5）已知CH3OH在酸性條件下可被氧化生成CO2，寫出Na2Cr2O7與CH3OH反應(yīng)生成Cr(OH)SO4的化學(xué)方程式__。

（6）某廠用m1kg的鉻渣(含Cr2O340%)制備Cr(OH)SO4，最終得到產(chǎn)品m2kg，則產(chǎn)率為__。

Answer 1

【答案】2Cr2O3+ 4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4 +4CO2 物質(zhì)的粒度為60目時(shí) 4CaO·Fe2O3·Al2O3 H2SiO3 小于 2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O Na2Cr2O7+CH3OH+3H2SO4=2Cr(OH)SO4+CO2+ Na2SO4+4H2O

【解析】

以鉻渣(含Cr2O3及少量Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備Cr(OH)SO4，先加入碳酸鈉、通入空氣進(jìn)行焙燒，再經(jīng)過水浸、過濾除去固體雜質(zhì)Fe2O3，調(diào)pH除去雜質(zhì)氫氧化鋁和氫氧化鐵，最后通過氧化還原反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物Cr(OH)SO4。

（1）“焙燒”時(shí)，Cr2O3轉(zhuǎn)化為Na2CrO4，Cr元素的化合價(jià)升高，反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，還需氧化劑O2，根據(jù)電子守恒配平方程式為2Cr2O3+ 4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4 +4CO2。

（2）根據(jù)圖示可知，當(dāng)物質(zhì)的粒度為60目時(shí)，鉻的殘余量最少，故最佳反應(yīng)條件為物質(zhì)的粒度為60目時(shí)。

（3）鐵鋁酸四鈣(Ca4Fe2Al2O10)，用氧化物的形式表示其化學(xué)式為4CaO·Fe2O3·Al2O3。

（4）步驟過濾1后溶液中存在偏鋁酸鈉和硅酸鈉等雜質(zhì)，調(diào)節(jié)pH使其轉(zhuǎn)化為沉淀Al(OH)3和H2SiO3，故濾渣2主要成分為Al(OH)3和H2SiO3 。“過濾2”后，將溶液pH調(diào)至a，是為將2CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，酸性條件下可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，故a小于6.5實(shí)現(xiàn)2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O的轉(zhuǎn)化。

（5）根據(jù)條件CH3OH在酸性條件下可被氧化生成CO2， Na2Cr2O7與CH3OH反應(yīng)生成Cr(OH)SO4為氧化還原反應(yīng)，其中碳元素、鉻元素的化合價(jià)發(fā)生改變，根據(jù)電子守恒得化學(xué)反應(yīng)方程式為Na2Cr2O7+CH3OH+3H2SO4=2Cr(OH)SO4+CO2+ Na2SO4+4H2O。

（6）最終得到產(chǎn)品Cr(OH)SO4m2kg，其中鉻元素的含量為kg，原料中鉻元素的含量為，則產(chǎn)率為。