Question

(13分)铬酸铅俗称铬黄，不溶于水。广泛用于涂料、油墨、漆布、塑料和文教用品等工业。实验室模拟工业上用铬污泥(含有Cr₂O₃、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等)制备铬黄的工艺流程如下：

（1）操作a的名称为     。

（2）在浸取过程中浓盐酸与Fe₂O₃的离子方程式          。

（3）写出加入30%H₂O₂过程中发生的离子反应方程式：                         。

（4）加入Pb(NO₃)₂沉淀CrO₄^2－时，检验沉淀是否完全的方法是                   。

（5）在废液中加入10%明矾溶液发生反应的离子方程式为                        。

（6）由于+6价铬的强氧化性，其毒性是+3价铬毒性的100倍．因此，必须对含铬的废水进行处理，将含Cr₂O₇^2－的酸性废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe²⁺和Cr₂O₇^2－发生反应，生成的Fe³⁺和Cr³⁺在阴极区与OH^－结合生成Fe(OH)₃和Cr(OH)₃沉淀除去。

①请分析电解过程中溶液pH不断上升的原因                              。

②当电路中通过3mol电子时，理论上可还原的Cr₂O₇^2－的物质的量为     mol。

Answer

（1）过滤（1分）

（2）Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；（2分）

（3）2CrO2—+ 3H2O2+2OH-=2 CrO42-+ 4H2O；（2分）

（4）取上层清液，向其中再加入Pb(NO3)2溶液，若无沉淀产生，证明沉淀完全，否则未沉淀完全；（2分）

（5）SO42-+Pb2+=PbSO4↓；（2分）

（6）①电解时阴极消耗氢离子，亚铁离子还原Cr2O72－也消耗氢离子，所以pH不断上升；（2分）

②0.25（2分）

【解析】

试题分析：（1）因为二氧化硅不与浓盐酸反应，所以过滤除去，则操作a的名称是过滤；

（2）氧化铁与浓盐酸反应生成氯化铁和水，离子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；

（3）加入过氧化氢的目的是把CrO2—氧化为CrO42-，则过氧化氢被还原为水，反应的离子方程式为2CrO2—+ 3H2O2+2OH-=2 CrO42-+ 4H2O；

（4）加入Pb(NO3)2沉淀CrO42－时，生成黄色铬酸铅沉淀，则检验沉淀是否完全的方法是，取上层清液，向其中再加入Pb(NO3)2溶液，若无沉淀产生，证明沉淀完全，否则未沉淀完全；

（5）加入明矾可与溶液中的铅离子反应生成硫酸铅沉淀，离子方程式是SO42-+Pb2+=PbSO4↓；

（6）①阴极发生2H++2e-==H2↑，消耗氢离子，氢离子浓度降低；同时阳极区生成的Fe2+和Cr2O72－发生反应，生成Fe3+和Cr3+和水，也消耗氢离子，所以溶液的pH不断上升；

②当电路中通过3mol电子时，Fe失去2个电子生成Fe2+，可生成1.5mol Fe2+；Cr2O72－中Cr元素的化合价从+6价降低到+3价，Fe元素的化合价从+2价升高到+3价，失去1.5mol电子，设可还原的Cr2O72－的物质的量为x，根据得失电子守恒，则Cr2O72－得到电子的物质的量是1.5mol，所以2x×3=1.5mol，所以x=0.25mol。

考点：考查工艺流程的分析，离子方程式的书写，氧化还原反应的计算