Question

以铬铁合金（含少量Co、Ni、C等元素）为原料制备Cr₂O₃并获得副产品FeC₂O₄·2H₂O的工艺流程如下:

（1）工业上酸溶时通常用硫酸而不用盐酸的原因是_________

（2）已知滤渣2的主要成分是CoS 和NiS，则滤渣l的主要成分是_________（填化学式）。

（3）在加入Na₂S 除杂前需将溶液pH 调到4左右，Cr³⁺、Fe²⁺浓度与溶液pH之间的关系如图，分析pH调至4 左右的原因：pH过小，加入Na₂S 后会产生H₂S并逸出；___________。

（4）Fe³⁺易与C₂O₄^2-形成配合物的滤液中。检验过滤2的滤液是否存在Fe³⁺的试剂为_______.

（5） FeC₂O₄·2H₂O 与LiH₂PO₄混合煅烧，可制得锂电池的电极材料LiFePO₄，其他产物以气体形式放出。该反应的化学方程式为____________。

（6）已知Cr(OH)₃是两性氢氧化物，若沉铬时pH 过大，则Cr(OH)₃会转化为CrO₂^-，该反应的离子方程式为________；证明Cr(OH)₃沉淀洗涤干净的方法是________。

Answer

硫酸价格便宜，是难挥发性酸，盐酸易挥发 C pH过大，Cr3+、Fe2+会沉淀 KSCN溶液（或NH4SCN、NaSCN溶液） FeC2O4·2H2O+LiH2PO4LiFePO4+CO2↑+CO↑+3H2O↑ Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O 取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无明显现象，则说明沉淀已洗涤干净（或其他合理答案）

【解析】本题考查化学工艺流程，（1）硫酸属于难挥发性酸，价格相对盐酸便宜，盐酸属于挥发性酸，使用盐酸，会提高成本，因此工业上一般使用硫酸；（2）滤渣2的成分是CoS和NiS，根据铁铬合金中的成分，酸溶时，只有C不与稀硫酸反应，因此滤渣1的成分是C；（3）根据题意，pH过小，加入Na2S 后会产生H2S并逸出，第二空肯定说pH过大，因此根据图像，当pH过大时，Cr3＋、Fe2＋在溶液中的浓度降低，说明Cr3＋和Fe2＋转化成沉淀，因此pH过大，Cr3＋、Fe2＋会沉淀；（4）检验Fe3＋常用KSCN溶液，如果溶液变红，说明含有Fe3＋；（5）煅烧制备LiFePO4，其余物质转化成气体，碳原子转化成气体，草酸中C的化合价是＋3价，因此C转化成CO2和CO，化学反应方程式为FeC2O4·2H2O+LiH2PO4 LiFePO4+CO2↑+CO↑+3H2O↑；（6）Cr(OH)3表现两性氢氧化物，与碱反应的方程式为Cu(OH)3＋OH－=CrO2－＋2H2O，沉铬过程中溶液中含有SO42－，因此证明沉淀已洗净，证明溶液中不含SO42－，具体操作是：取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加BaCl2溶液，若无明显现象，则说明沉淀已洗涤干净。

点睛：本题的难点是问题（5），目标产物为LiFePO4，其余为气体，C的不全是CO2，因此草酸中C为＋3价，不能只有化合价的升高没有化合价的降低，因此一部分C转化成CO，或者从草酸受热分解的角度考虑，草酸受热分解成CO、CO2、H2O，这样就可以得到反应方程式为：FeC2O4·2H2O+LiH2PO4 LiFePO4+CO2↑+CO↑+3H2O↑。