Question

元素铬(Cr)在自然界主要以+3价和+6价存在。请回答下列问题：

(1)利用铬铁矿(FeO·Cr₂O₃)冶炼制取金属铬的工艺流程如图所示：

①为加快焙烧速率和提高原料的利用率，可采取的措施之一是_________。

②“水浸”要获得浸出液的操作是________。

(2)常温下，已知Cr³⁺完全沉淀时溶液pH为5，(Cr³⁺浓度降至10^-5mol·L^-1可认为完全沉淀)则Cr(OH)₃的溶度积常数K_sp＝___。

(3)用石墨电极电解铬酸钠(Na₂CrO₄)溶液，可制重铬酸钠(Na₂Cr₂O₇)，实验装置如图所示(已知：2+2H⁺⇌2+2H₂O)

①电极b连接电源的______极(填“正”或“负)，b极发生的电极反应：________

②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na⁺物质的量由amol变为bmol，则理论上生成重铬酸钠的物质的量是________mol(用含a、b的代数式表示)

Answer

铬铁矿粉碎 过滤 1×10-32 正 2H2O-4e-=O2↑+4H+

【解析】

根据流程：铬铁矿(FeO•Cr2O3)加入纯碱、通入空气焙烧，得到Na2CrO4，过滤，滤液含有Na2CrO4，加入Na2S还原得到Cr(OH)3，反应化学方程式为：8CrO42-+3S2-+20H2O=8Cr(OH)3↓+3SO42-+16OH-，加热Cr(OH)3可得到Cr2O3，再用还原剂还原得到Cr，据此分析解答。

（1）①为加快焙烧速率和提高原料的利用率，可采取将铬铁矿粉碎，以增大表面积 ，加快焙烧速率和提高原料的利用率；答案为铬铁矿粉碎。

②根据流程，水浸得到浸渣和浸取液，分离固液的操作是过滤；答案为过滤。

（2）已知Cr3+完全沉淀时溶液pH为5，则此时c(OH-)=1×10-9mol/L，c(Cr3+)=1×10-5mol/L，Cr(OH)3的溶度积常数 Ksp=c(Cr3+)×c3(OH-)=1×10-5×(1×10-9)3=1×10-32；答案为1×10-32。

（3）①b极得到Na2Cr2O7，则b有反应2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O，故b的电极反应为水放电生成氧气和氢离子，反应为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，故b极附近水失电子，发生氧化反应为阳极，连接电源正极；答案为正，2H2O-4e-=O2↑+4H+。

②电解一段时间后，测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol，则溶液中移动的电荷为(a-b)mol，所以外电路中转移的电子为(a-b)mol，阳极的电极反应为：2H2O-4e-=O2+4H+，则阳极生成的氢离子为(a-b)mol，已知：2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O，则理论上生成重铬酸钠的物质的量是mol；答案为。