Question

以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr₂O₃，含有Al₂O₃、SiO₂等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na₂Cr₂O₇·2H₂O)，其主要工艺流程如图：

查阅资料得知：

ⅰ.常温下，NaBiO₃不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr³⁺转化为CrO₄^2-。

ⅱ.

金属离子	Fe^3+	Al^3+	Cr^3+	Fe^2+	Bi^3+
开始沉淀的pH	2.7	3.4	5.0	7.5	0.7
沉淀完全的pH	3.7	4.9	5.9	9.7	4.5

回答下列问题：

（1）反应之前先将矿石粉碎的目的是___。

（2）步骤③加的试剂为___，目的是将溶液pH要调到5使Fe³⁺、Al³⁺均完全转化为Fe(OH)₃和Al(OH)₃沉淀而除去。

（3）写出反应④的离子反应方程式___。

（4）⑤中酸化是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，写出该反应的离子方程___。

（5）将溶液H经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，精制红矾钠则对粗晶体需要采用的操作是___(填操作名称)。

Answer

增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率 氢氧化钠溶液(或NaOH溶液) 3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+ 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 重结晶

【解析】

铬铁矿（主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质），加入过量稀硫酸，固体A为SiO2，溶液B中含有Cr3+、Al3+、Fe2+，在B中加入过氧化氢，可生成Fe3+，调节溶液pH可除去Fe3+、Al3+，生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，即固体D，溶液E含有Cr3+，在溶液E中加入NaBiO3和NaOH，发生氧化还原反应，固体G为Bi（OH）3，溶液F含有Na2CrO4，酸化可得Na2Cr2O7，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得Na2Cr2O7•2H2O，以此解答该题。

(1)为了增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高铬铁矿的浸取率，反应之前可先将矿石粉碎；

(2)根据表格数据分析，步骤③加的试剂为氢氧化钠溶液或NaOH溶液；此时溶液pH要调到5的目的使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去，而铬离子不沉淀，

故答案为：氢氧化钠溶液(或NaOH溶液)；

(3)在溶液E中加入NaBiO3和NaOH发生氧化还原反应，固体G为Bi(OH)3，反应的离子方程式为3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+；

(4)酸化使CrO42-转化为Cr2O72-，反应的离子方程式为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O；

(5)将溶液H经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠粗晶体，此操作为重结晶。