Question

工业上用重铬酸钠(Na₂Cr₂O₇)结晶后的母液(含少量杂质Fe^3＋)生产重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：

（1）向Na₂Cr₂O₇母液中加碱液调pH的目的是为了除去Fe³⁺，如何确定母液中Fe³⁺已除尽？           

（2）母液Ⅰ的溶质主要为__________(填化学式)；固体B主要为 _______________(填化学式)。

（3）流程中要得到母液Ⅲ和固体A的操作为蒸发浓缩、          ，原因是                 。

（4）工业酸性废水中含Cr₂O₇^2－离子会造成铬污染，排放前先将Cr₂O₇^2－还原成Cr³⁺，并转化成Cr(OH)₃除去，工业上采用的方法是向废水中加入NaCl，以铁为电极进行电解，同时鼓入空气。结果溶液的pH值不断升高，溶液由酸性转变为碱性。

①在以上处理过程中， Cr₂O₇^2－转化为毒性较低的Cr³⁺的离子方程式为：                  。

②在阴极区有Fe(OH)₃和Cr(OH)₃沉淀生成(已知K_sp Fe(OH)₃=4.0×10^－38 ，K_spCr(OH)₃=6.0×10^－31)。已知电解后的溶液中c(Cr³⁺)为3×10^－5 mol·L^－1，则溶液中c(Fe³⁺)为________mol·L^－1。

Answer

（1）取少量澄清母液于试管中，滴加少量碱液，若不产生红褐色沉淀则母液中Fe3+已除尽(或向上层澄清母液继续滴加碱液，若不产生红褐色沉淀则母液中Fe3+已除尽)；（2）Na2Cr2O7；K2Cr2O7 ；（3）趁热过滤；减少K2Cr2O7 因降温析出而损失；（4）Cr2O72－+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；②2×10－12；

【解析】

试题分析：由流程可知，溶解后调节pH除去少量杂质Fe3+，过滤后蒸发结晶得到Na2Cr2O7，然后加入KCl发生Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl，结合溶解度图可知，低温下K2Cr2O7的溶解度较小，则冷却结晶得到K2Cr2O7，母液II蒸发浓缩只有析出NaCl(A)，母液Ⅲ冷却结晶主要得到K2Cr2O7(B)。

（1）确定母液中Fe3+已除尽的方法为取少量澄清母液于试管中，滴加少量碱液，若不产生红褐色沉淀则母液中Fe3+已除尽(或向上层澄清母液继续滴加碱液，若不产生红褐色沉淀则母液中Fe3+已除尽)，故答案为：取少量澄清母液于试管中，滴加少量碱液，若不产生红褐色沉淀则母液中Fe3+已除尽(或向上层澄清母液继续滴加碱液，若不产生红褐色沉淀则母液中Fe3+已除尽)；

（2）由上述分析可知，母液Ⅰ的溶质主要为Na2Cr2O7，固体B为K2Cr2O7，故答案为：Na2Cr2O7；K2Cr2O7；

（3）流程中要得到母液Ⅲ和固体A的操作为蒸发浓缩、趁热过滤，原因是减少K2Cr2O7因降温析出而损失，故答案为：趁热过滤；减少K2Cr2O7 因降温析出而损失；

（4）①阳极上Fe失去电子生成亚铁离子，具有还原性，则在以上处理过程中，Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；

②由Ksp Fe(OH)3=4.0×10-38，KspCr(OH)3=6.0×10-31)，已知电解后的溶液中c(Cr3+)为3×10-5mol•L-1，由＝，则溶液中c(Fe3+)= ×3×10−5mol/L=2×10-12mol/L，故答案为：2×10-12

考点：考查了物质的分离提纯和鉴别的相关知识。