Question

【題目】重鉻酸鉀常用作有機合成的氧化劑和催化劑等。由含鉻廢液（主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等）制備K2Cr2O7的流程如下圖所示。

已知：I 在酸性條件下，H2O2能將Cr2O72-還原為Cr3+

II相關金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：

回答下列問題：

（1）濾渣②的主要成分為___________（填化學式）。

（2）寫出“氧化”步驟中反應的化學方程式_______________。

（3）“加熱”操作的目的是__________________。

（4）“酸化”過程中發生反應2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O （K=4×1014 L3.mol3）已知，“酸化”后溶液中c（Cr2O72-）=1.6×10-3mol/L則溶液中c（CrO42-）=_________

（5）“結晶”后得到K2Cr2O7（M=294g.mol-1）產品0.5000 g，將其溶解后用稀H2SO4酸化，再用濃度為1.0000 mol.L-1 （NH4）2Fe（SO4）2標準溶液滴定，滴定終點消耗標準溶液的體積為 9.00 mL，則產品的純度為_____________。[滴定反應為：K2Cr2O7+6（NH4）2Fe（SO4）2+7H2SO4 =K2SO4 +Cr2（SO4）3 +6（NH4）2SO4+3Fe2（SO4）3+7H2O]

Answer 1

【答案】Fe（OH）3 2Cr（OH）3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O 分解除去過量的H2O2 2×10-8mol/L 88.2%

【解析】

含鉻廢液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)制備K2Cr2O7的流程：廢液與足量KOH反應生成沉淀Cr(OH)3、Fe(OH)3，過濾得到濾渣①中含有Cr(OH)3、Fe(OH)3，除去K+、SO42-等離子，堿性條件下在濾渣中加入過氧化氫氧化Cr(OH)3生成K2CrO4，過濾除去Fe(OH)3，得到K2CrO4濾液②，加熱除去過量過氧化氫，防止后續加酸時H2O2能將Cr2O72-還原為Cr3+，加酸調pH=1，使K2CrO4溶液轉化為K2Cr2O7溶液，蒸發結晶得到K2Cr2O7晶體，據此分析解答。

(1)根據上述分析，濾渣①成分為Cr(OH)3、Fe(OH)3混合物，“氧化”步驟中Cr(OH)3轉化為K2CrO4溶液，Fe(OH)3不反應也不溶與水，過濾分離的濾渣②為Fe(OH)3，故答案為：Fe(OH)3；

(2)“氧化”步驟中，堿性條件下，過氧化氫氧化Cr(OH)3生成K2CrO4溶液，結合電子守恒、原子守恒，反應的化學方程式為2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O，故答案為：2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O；

(3)因為在酸性條件下，H2O2能將Cr2O72-還原為Cr3+，為防止后續“酸化”步驟中H2O2將Cr2O72-還原為Cr3+而混入雜質，所以酸化之前必須除去H2O2，并且H2O2對熱不穩定、易分解，可以通過加熱除去，故答案為：除去過量的H2O2；

(4)酸化”過程中pH=1，即c(H+)=0.1mol/L，溶液中存在平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，平衡常數K===4×1014，解得：c(CrO42-)=2×10-8molL-1，故答案為：2×10-8molL-1；

(5)由反應K2Cr2O7+6(NH4)2Fe(SO4)2+7H2SO4 =K2SO4+Cr(SO4)3+6(NH4)2Fe(SO4)2+3Fe(SO4)3+ 7H2O有n(K2Cr2O7)=n[(NH4)2Fe(SO4)2]=×0.0100mol/L×0.9L=0.0015mol，產品的純度===88.2%，故答案為：88.2%。