Question

Ⅰ以铬铁矿（主要成分是FeO·Cr₂O₃，含少量MgCO₃、Al₂O₃、SiO₂等）为原料制取Na₂CrO₄晶体的工艺流程如下：

已知：①+3价Cr在酸性溶液中性质稳定，当pH>9时以CrO形式存在且易氧化；②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：

阳离子	Fe^3+	Fe^2+	Mg^2+	Al^3+	Cr^3+
开始沉淀时的pH	2.7	7.6	9.0	——	——
沉淀完全时的pH	3.7	9.6	11.0	8	9（>9溶解）

（1）写出流程中第2次使用H₂O₂时，发生反应的离子方程式                       。

（2）“调pH=8”和“调pH>11”中间的“过滤”步骤能否省略，为什么？                  。

（3）流程图中从Na₂CrO₄溶液至产品中间“□”内的操作是                    。

（4）CrO₄^2-在酸性条件下转化为Cr₂O₇^2-。工业上常用Fe²⁺处理酸性K₂Cr₂O₇废水，先将Cr₂O₇^2-转化为Cr³⁺，该反应的离子方程式为              ，再调节溶液的pH=             ，使金属离子生成沉淀而除去。

Ⅱ（4分）（1）已知：20°C时，H₂CO₃：K_a1=4.2×10ˉ⁷、K_a2=5.6×10ˉ¹¹；NH₃•H₂O：K_b=1.7×10ˉ⁵，碳酸氢铵溶液中HCO₃ˉ、NH₄⁺、OHˉ、H⁺四种离子浓度由大到小的顺序为

（2）羟胺（NH₂OH）可看做是氨分子内的1个氢原子被羟基取代的物质，常用作还原剂．可以除去含Fe²⁺中的Fe³⁺，氧化产物是一种性质稳定、无污染的气体，写出反应的离子方程式                     .

Answer

Ⅰ⑴2CrO2-+3H2O2+2OH-=2CrO42-+4H2O ⑵不能，当pH＝8时Al3+已经完全转化为Al（OH）3若不经过滤除去，当继续加入NaOH时，Al（OH）3会溶解，引入杂质离子AlO2- ⑶ 蒸发浓缩、冷却结晶（、过滤、洗涤、干燥） ⑷ 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O 9

Ⅱ（1）c（NH4+）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）（2）2NH2OH+2Fe3+=2Fe2++N2↑+2H2O+2H+

【解析】

试题分析：Ⅰ（1）根据流程图可知第一次使用双氧水是为了氧化溶液中的亚铁离子以便于形成氢氧化铁沉淀而除去，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋==2Fe3＋＋2H2O；由于当pH>9时以CrO2-形式存在且易氧化，使用第二次加入双氧水的目的是氧化CrO2-为CrO42－，反应的离子方程式为2CrO2-＋3H2O2＋2OH－===2CrO42－＋4H2O。（2）根据表中数据可知pH＝8时铁离子、铝已经全部转化为氢氧化物而沉淀，则被除去的离子是Fe3＋、Al3＋。PH大于9时镁离子就全部沉淀，则调节溶液的pH>11时，被除去的离子是Mg2＋。（3）从溶液中得到铬酸钠晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即可。⑷ 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O

Ⅱ （1）c（NH4+）＞c（HCO3﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）（2）2NH2OH+2Fe3+=2Fe2++N2↑+2H2O+2H+

考点：考查弱电解质电离平衡及实验方案设计