Question

【題目】鉻鐵礦的成分主要為FeCr2O4，另含有少量Al2O3和SiO2。從鉻鐵礦中提取鐵、鉻的化合物，并獲得副產物的工藝流程如下：

已知“混熔鹽”中含有Na2CrO4和NaFeO2等成分，其中NaFeO2極易水解。試回答下列問題：

(1)“濾渣1”為紅褐色沉淀，其化學式為_________________；通過水浸生成紅褐色沉淀的化學方程式為_________________________________。

(2)向濾液①中加H2SO4“調“pH”的目的：一是使CrO42-轉化為Cr2O72-，離子方程式為___________________________________；二是____________________________。

(3)“煅燒”鉻鐵礦時，主要成分反應的化學方程式為____________________________。

(4)根據下圖溶解度(S)～溫度(T)曲線判斷，對濾液②進行的最佳“分離”方法為_____________(填序號)。

A.蒸發結晶 B.蒸發濃縮，趁熱過濾 C.蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾

(5)“反應”的離子方程式為____________________________。

(6)Cr(OH)3溶于鹽酸生成配離子[CrCln(H2O)6-n]x+。0.0015mol[CrCln(H2O)6-n]x+與氫離子交換樹脂(HR)完全發生離子交換：[CrCln(H2O)6-n]x++xHR→Rx[CrCln(H2O)6-n] +xH+，生成的H+可與25.00mL 0.1200mol/L NaOH溶液恰好中和。則該配離子的化學式為__________________。

(7)已知25℃時，Cr(OH)3的溶度積常數Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32。則使Cr3+恰好完全沉淀，即溶液中c(Cr3+)=1.0×10-5mol/L時，應調節pH的最小值a為多少___________?(列式計算)

Answer 1

【答案】 Fe(OH)3 NaFeO2+2H2O = NaOH+Fe(OH)3 2 CrO42-+2H＋= Cr2O72-+H2O 使AlO2-、SiO32-轉化為沉淀，便于過濾分離 4FeCr2O4+20NaOH+7O28Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O B 3SO2+Cr2O+2H＋===2Cr3＋+3SO42－+H2O [CrCl(H2O)5]2＋ Cr3＋完全沉淀時，c(Cr3＋)＝1. 0×10－5 mol·L-1

c(OH-)＝1.0×10-9 mol·L-1

c(H＋)＝＝1.0×10-5 mol·L-1

pH＝-lg 10－5＝5

【解析】考查化學工藝流程，（1）“濾渣1”為紅褐色沉淀，其化學式為Fe(OH)3，混熔鹽中含有Na2CrO4和NaFeO2，其中NaFeO2極易水解，因此水浸生成紅褐色沉淀的化學方程式為NaFeO2＋2H2O=Fe(OH)3＋NaOH；（2）CrO42－水中存在：2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O，加入硫酸，促進平衡向正反應方向進行，即離子方程式為2CrO42－＋2H＋=Cr2O72－＋H2O，礦石中含有Al2O3和SiO2，與NaOH高溫下，生成NaAlO2和Na2SiO3，加入硫酸發生AlO2－＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓，SiO32－＋2H＋=H2SiO3，因此目的二使AlO2－、SiO32－轉化為沉淀，便于過濾分離；（3）根據產生得到Na2CrO4和NaFeO2，因此方程式為 4FeCr2O4+20NaOH+7O2 8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O；（4）分離得到Na2SO4，根據圖像，操作方法是蒸發濃縮、趁熱過濾，故選項B正確；（5）調節pH，得到Cu(OH)3，因此通入SO2的目的是還原Cr2O72－，因此離子方程式為3SO2+Cr2O +2H＋=2Cr3＋+3SO42－+H2O ；（6）根據離子方程式，x==2，該配離子中Cr顯＋3價，即n=1，配離子是[CrCl(H2O)5]2＋；（7）Cr3＋完全沉淀時，c(Cr3＋)＝1. 0×10－5 mol·L-1，根據溶度積求出c(OH-)＝1.0×10-9 mol·L-1 ，c(H＋)＝＝1.0×10-5 mol·L-1 ，pH＝-lg 10－5＝5。