Question

电镀污泥是指电镀废水处理后产生的污泥和镀槽淤泥，被列入国家危险废物名录，属于第十七类危险废物。电镀污泥中含有Cr(OH)₃、Al₂O₃、ZnO、CuO、NiO等物质，工业上通过“中温焙烧—钠氧化法”回收得到Na₂Cr₂O₇等物质。

已知：①水浸后溶液中存在Na₂CrO₄、NaAlO₂、Na₂ZnO₂等物质

②不同钠盐在不同温度下的溶解度（g）如下表

	20℃	60℃	100℃
Na2SO4	19.5	45.3	42.5
Na2Cr2O7	183	269	415
Na2CrO4	84	115	126

（1）水浸后的溶液呈____性（“酸”、“碱”、“中”）。

（2）完成氧化焙烧过程中生成Na₂CrO₄的化学方程式：

____Cr(OH)₃+____Na₂CO₃+_____ = ____Na₂CrO₄+___CO₂+_____

（3）滤渣II的主要成分有Zn(OH)₂、_____________。

（4）“系列操作”中为：继续加入H₂SO₄，________________________（填操作方法），过滤。继续加入H₂SO₄目的是_____________________（结合平衡移动的原理予以说明）。

（5）工业上还可以在水浸过滤后的溶液（Na₂CrO₄）加入适量H₂SO₄，用石墨做电极电解生产金属铬，写出生成铬的电极反应方程式_______________________________。

Answer

碱性 4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2+6H2O Al(OH)3 蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶 促进平衡2CrO42ˉ+2H+Cr2O72ˉ+H2O向正反应方向移动，尽可能生成更多溶解度更大的Na2Cr2O7 CrO42ˉ+8H++6eˉ=Cr+4H2O或Cr2O72ˉ+14H++12 eˉ=2Cr+7H2O

【解析】以含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物质的电镀污泥为原料，烘干后加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2+6H2O，Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑，ZnO++Na2CO3Na2ZnO2+CO2↑，水浸后过滤得到滤渣CuO、NiO，滤液为Na2CrO4，NaAlO2、Na2ZnO2等，调节溶液pH沉淀ZnO22-离子和偏铝酸根离子，过滤得到滤液Na2CrO4，加入硫酸酸化生成重铬酸钠溶液，通过提纯得到重铬酸钠；

（1）水浸后溶液中存在Na2CrO4，NaAlO2、Na2ZnO2等都为强碱弱酸盐，水解呈碱性；（2）氧化焙烧过程中有氧气参加反应，根据质量守恒可知还应生成水，反应的方程式为4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O2=4Na2CrO4+4CO2+6H2O；（3）Zn(OH)2、Al(OH)3具有两性，水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物质，加入硫酸调节溶液的pH可得到Zn(OH)2、Al(OH)3沉淀；（4）水浸后溶液中存在Na2CrO4，加入硫酸发生2CrO42ˉ+2H+Cr2O72ˉ+H2O，加入硫酸可使平衡向正反应方向移动，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶可得到晶体；（5）生成铬的电极发生还原反应，CrO42ˉ得到电子生成Cr，反应的电解方程式为CrO42ˉ+8H++6eˉ=Cr+4H2O。

点睛：本题考查物质的分离提纯的综合实验设计，侧重于分离、提纯方案的设计和操作，注意把握题给信息和电极方程式的书写。注意制备类工艺流程题一般由多步连续的操作组成，每一步操作都有其具体的目标、任务。审题的重点要放在与题设有关操作的目标、任务上，分析时要从成本角度(原料是否廉价易得)、环保角度(是否符合绿色化学的要求)、现实角度等方面考虑；解答时要看框内，看框外，里外结合；边分析，边思考，易处着手；先局部，后全盘，逐步深入。而且还要看清问题，不能答非所问。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”：本题改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→所以有什么变化→结论。