Question

以含有Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质的铬铁矿[主要成分为Fe(CrO₂)₂]为主要原料生产重铬酸钠晶体(Na₂Cr₂O₇·2H₂O)的主要工艺流程如下：

己知：铬铁矿在空气中与纯减煅烧生成Na₂CrO₄和一种红棕色固体，同时释放出CO₂气体，

且 Al₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+ CO₂↑。请回答：

（1）在铬铁矿Fe(CrO₂)₂中，Cr的化合价为___________。

（2）滤渣2的成分为_____________。

（3）将滤渣1放入稀硫酸溶解后得溶液W，检验该溶液中金属离子的方法是_________。

（4）根据有关国家标准，含CrO₄^2-的废水要经化学处理，使其浓度降至5.0×10^-7mol/L以下才能排放。含CrO₄^2-的废水处理通常有以下两种方法。

①沉淀法：

加入可溶性钡盐生成BaCrO₄沉淀[K_sp(BaCrO₄)=1.2×10^-10]，再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba²⁺。加入可溶性钡盐后的废水中Ba²⁺的浓度应不小于________________mol/L，后续废水处理方能达到国家排放标准。

②还原法：CrO₄^2-Cr³⁺Cr(OH)₃。写出酸性条件下CrO₄^2-与绿巩在溶液中反应的离子方程式：_________________________________。

（5）某高效净水剂是由K₂FeO₄得到的，工业上以溶液w、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K₂FeO₄，该反应的离子方程式是______________________。

Answer

（1）+3(1分)（2）Al(OH)3(2分)

（3）取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，证明有Fe3+(其他合理答案也可)(2分)

（4）①2.4×10-4(2分)②CrO+3Fe2++8H+==Cr3++3Fe3++4H2O（2分）

（5）Fe3++3ClO-+10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O(2分)

【解析】

试题分析：（1）在铬铁矿Fe（CrO2）2中，Fe的化合价为+2，所以Cr的化合价为+3；

（2）含杂质的铬铁矿经煅烧、溶于水后，只有氧化铁不溶于水，作为滤渣除去，所以滤渣1的成分是Fe2O3，此时溶液为Na2CrO4和 NaAlO2的混合液，通入CO2气体会和NaAlO2反应产生Al（OH）3，所以滤渣2的成分是Al（OH）3；

（3）将滤渣l放入稀硫酸溶解后得溶液W为Fe2（SO4）3，检验Fe3+的方法是取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，证明有Fe3+；

（4）①Ksp（BaCrO4）＝1．2×10－10，c（CrO42－）＜5．0×10－7 mo1/L，所以c（Ba2+）＞1．2×10－10/5．0×10－7＝2．4×10－4 mo1/L；

②酸性条件下 CrO42－与绿矾FeSO4 ▪7 H2O反应，CrO42－作氧化剂，绿矾作还原剂，其离子方程式为CrO42－＋3Fe2+＋8H+＝Cr3+＋3Fe3+＋4H2O；

（5）W 为Fe2（SO4）3，以溶液Fe2（SO4）3、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K2FeO4，该反应的离子方程式是Fe3++3ClO- +10OH-＝2FeO42-+3Cl-+5H2O。

【考点定位】考查化合物中化合价的判断、离子的检验、铝的冶炼、溶度积的有关计算、氧化还原反应产物的判断