Question

铬鞣剂[Cr(OH)SO₄]可用于提高皮革的耐曲折强度。一种以铬渣(含Cr₂O₃及少量Fe₂O₃、CaO、Al₂O₃、SiO₂等杂质)为原料制备Cr(OH)SO₄的工艺流程如图：

回答下列问题：

（1）“焙烧”时，Cr₂O₃转化为Na₂CrO₄的化学方程式为__。

（2）“水浸”过程中，物料的粒度(颗粒大小)对铬残余量的影响如图所示，则最佳反应条件为__。

（3）“滤渣1”中有一种成分为铁铝酸四钙(Ca₄Fe₂Al₂O₁₀)，是制造水泥的原料之一，用氧化物的形式表示其化学式__。

（4）“滤渣2”主要成分为Al(OH)₃和__(填化学式)，“过滤2”后，将溶液pH调至a，a__6.5(填“小于”或“大于”)，目的是__(用离子方程式表示)。

（5）已知CH₃OH在酸性条件下可被氧化生成CO₂，写出Na₂Cr₂O₇与CH₃OH反应生成Cr(OH)SO₄的化学方程式__。

（6）某厂用m₁kg的铬渣(含Cr₂O₃40%)制备Cr(OH)SO₄，最终得到产品m₂kg，则产率为__。

Answer

2Cr2O3+ 4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4 +4CO2 物质的粒度为60目时 4CaO·Fe2O3·Al2O3 H2SiO3 小于 2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O Na2Cr2O7+CH3OH+3H2SO4=2Cr(OH)SO4+CO2+ Na2SO4+4H2O

【解析】

以铬渣(含Cr2O3及少量Fe2O3、CaO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备Cr(OH)SO4，先加入碳酸钠、通入空气进行焙烧，再经过水浸、过滤除去固体杂质Fe2O3，调pH除去杂质氢氧化铝和氢氧化铁，最后通过氧化还原反应生成目标产物Cr(OH)SO4。

（1）“焙烧”时，Cr2O3转化为Na2CrO4，Cr元素的化合价升高，反应为氧化还原反应，还需氧化剂O2，根据电子守恒配平方程式为2Cr2O3+ 4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4 +4CO2。

（2）根据图示可知，当物质的粒度为60目时，铬的残余量最少，故最佳反应条件为物质的粒度为60目时。

（3）铁铝酸四钙(Ca4Fe2Al2O10)，用氧化物的形式表示其化学式为4CaO·Fe2O3·Al2O3。

（4）步骤过滤1后溶液中存在偏铝酸钠和硅酸钠等杂质，调节pH使其转化为沉淀Al(OH)3和H2SiO3，故滤渣2主要成分为Al(OH)3和H2SiO3 。“过滤2”后，将溶液pH调至a，是为将2CrO42-转化为Cr2O72-，酸性条件下可以实现转化，故a小于6.5实现2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O的转化。

（5）根据条件CH3OH在酸性条件下可被氧化生成CO2， Na2Cr2O7与CH3OH反应生成Cr(OH)SO4为氧化还原反应，其中碳元素、铬元素的化合价发生改变，根据电子守恒得化学反应方程式为Na2Cr2O7+CH3OH+3H2SO4=2Cr(OH)SO4+CO2+ Na2SO4+4H2O。

（6）最终得到产品Cr(OH)SO4m2kg，其中铬元素的含量为kg，原料中铬元素的含量为，则产率为。