Question

铬是一种银白色的金属，常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO₂)₂]为原料冶炼铬及获得强氧化剂Na₂Cr₂O₇。其工艺流程如图所示：

已知：高温氧化时发生反应Fe(CrO₂)₂＋Na₂CO₃＋O₂→Na₂CrO₄＋Fe₂O₃＋CO₂(未配平)

回答下列问题：

（1）将铬铁矿的主要成分Fe(CrO₂)₂写成氧化物的形式：__，高温氧化时可以提高反应速率的方法为___(写出一条即可)。

（2）Na₂CrO₄加入硫酸酸化的离子方程式为__；在实验室中，操作a所用到的玻璃仪器有__。

（3）Na₂CrO₄中铬元素化合价为__；生成1molNa₂CrO₄时共转移电子的物质的量为__mol。

（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^-1以下才能排放，可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO₄沉淀[K_sp(BaCrO₄)=1.2×10^-10]，再加入硫酸处理多余的Ba²⁺的方法处理废水，加入可溶性钡盐后，废水中Ba²⁺的浓度应大于__mol·L^-1，废水处理后达到国家标准才能排放。

Answer

FeO·Cr2O3 将固体磨碎或不断搅拌 2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O 烧杯、漏斗、玻璃棒 +6 3.5 2.4×10-4

【解析】

铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]中加入碳酸钠并通入氧气，高温下将Fe(CrO2)2氧化得到Fe2O3、Na2CrO4，同时生成CO2，将得到的固体溶于水得到Na2CrO4溶液。向一份Na2CrO4溶液中加入硫酸酸化，硫酸和Na2CrO4反应生成Na2Cr2O7和硫酸钠，通过蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得到固体a和溶液a；另一份Na2CrO4溶液中加入Na2S发生氧化还原反应，铬元素转化为Cr(OH)3沉淀，过滤后灼烧Cr(OH)3得到Cr2O3，可以利用热还原法制备金属铬；据此分析解答。

(1)Fe(CrO2)2 中铁元素化合价是+2价，氧化物为FeO，铬元素化合价+3价，氧化物为Cr2O3，所以Fe(CrO2)2写成氧化物形式为FeO•Cr2O3；增大反应物的接触面积可以加快反应速率，升高温度可以加快反应速率，不断搅拌，使固体混合物充分混合也可以加快反应速率，故答案为：FeO•Cr2O3 ；将固体磨碎或不断搅拌等；

(2)Na2CrO4加入硫酸酸化反应生成重铬酸钠，反应的离子方程式为2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；操作a为过滤，所用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；烧杯、漏斗、玻璃棒；

(3)Na2CrO4中Na元素为+1价，O为-2价，则铬元素化合价为+6价；根据Fe(CrO2)2＋Na2CO3＋O2→Na2CrO4＋Fe2O3＋CO2，反应中铬元素由+3价升高为+6价，铁元素由+2价升高为+3价，1mol Fe(CrO2)2被氧化转移7mol电子，因此生成1molNa2CrO4时转移3.5mol电子，故答案为：+6；3.5；

(4)CrO42-+Ba2+⇌BaCrO4，根据题意CrO42-的浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放，则Ksp(BaCrO4)=c(CrO42-)×c(Ba2+)=5.0×10-7×c(Ba2+)=1.2×10-10，解得：c(Ba2+)=2.4×10-4mol/L，即Ba2+的浓度应大于2.4×10-4mol/L，故答案为：2.4×10-4。