Question

从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：

已知：①铬渣含有Na₂SO₄及少量Cr₂O₇^2-、Fe³⁺；②Fe³⁺、Cr³⁺完全沉淀（c ≤1.0×10^-5 mol·L^-1）时pH分别为3.6和5。

（1）“微热”除能加快反应速率外，同时还可以         ，滤渣A为         （填化学式）。

（2）根据溶解度（S）∽温度（T）曲线，操作B的最佳方法为         （填字母序号）

A．蒸发浓缩，趁热过滤

B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤

（3）酸化后Cr₂O₇^2－可被SO₃^2-还原成Cr³⁺，离子方程式为：                        ；酸C为        ，Cr(OH)₃的溶度积常数Ksp[Cr(OH)₃]＝                   。

（4）根据2CrO₄^2－＋2H⁺ Cr₂O₇^2－＋H₂O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，图中右侧电极连接电源的      极，其电极反应式为                      。

Answer

（1）促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去；（2分）Fe(OH)3；（2分）

（2）A（2分）

（3）3SO32-＋Cr2O72-＋8H＋＝2Cr3＋＋3SO42-＋4H2O；（3分，化学式和配平错误0分）

H2SO4；（2分）1.0×10－32 mol4·L-4（2分，不带单位扣1分）

（4）正极，（2分）4OH－-4e－＝O2↑＋2H2O（2分）（无“↑”扣分1分）

【解析】

试题分析：（1）盐类的水解反应为吸热反应，所以微热能促进Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去；Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，所以滤渣A为Fe(OH)3。

（2）根据溶解度（S）∽温度（T）曲线，可以看出温度较高时，随着温度的升高，Na2SO4的溶解度逐渐减小，所以采用蒸发浓缩，趁热过滤的方法，故A项正确。

（3）酸化后Cr2O72－把SO32-氧化为SO42‾，所以离子方程式为：3SO32-＋Cr2O72-＋8H＋＝2Cr3＋＋3SO42-＋4H2O；因为最终产品为Na2SO4，为避免产生杂质，酸C为H2SO4；恰好完全沉淀时离子浓度为1.0×10-5 mol·L-1，Cr3+完全沉淀时pH为5，c(OH‾)= 1.0×10-9 mol·L-1，所以Cr(OH)3的溶度积常数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）根据示意图，图中右侧Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，需要H+，说明右侧电极发生H2O电离产生的OH‾放电，使H2O的电离平衡向右移动，H+增多，所以右侧电极连接电源的正极，电极方程式为：4OH－-4e－＝O2↑＋2H2O

考点：本题考查化学工艺流程分析、晶体结晶、离子方程式的书写、溶度积常数的计算、电解原理及应用。