Question

【题目】铬元素及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。以某铬矿石(主要成分是Cr2O3，含Fe2O3、SiO2等杂质)为原料生产Cr2O3的流程如下：

已知：2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2，焙烧时SiO2也参与反应。

（1）Cr(OH)3和Al(OH)3性质类似，则Cr(OH)3与KOH反应的离子方程式为_________________；

（2）沉淀2的化学式为__________；

（3）步骤③中CrO42-转化成Cr2O72- ，写出其离子方程式____________________，硫酸能否换成盐酸并说明其理由___________________；

（4）滤液3中的主要溶质是两种盐，其化学式为__________________________；

（5）CrO3的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如图所示，则B点时铬的氧化物化学式为_____________。

Answer 1

【答案】Cr(OH)3+OH-=2H2O+CrO2-H2SiO32CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O不能，HCl可能被CrO42-氧化成氯气Na2SO4 (NH4)2SO4Cr2O3

【解析】

向铬矿石中加入纯碱和O2焙烧，发生反应2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，水浸后得到的固体1的成分为Fe2O3，滤液1中含Na2CrO4、Na2SiO3；向滤液1中加入H2SO4，发生反应为Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4，2Na2CrO4+H2SO4Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O，沉淀2为H2SiO3，滤液2中含Na2Cr2O7、Na2SO4；向滤液2中加入蔗糖，蔗糖将Cr2O72-还原成Cr3+，蔗糖被氧化成CO2；含Cr3+的溶液中加入氨水产生Cr（OH）3沉淀，Cr（OH）3受热分解成Cr2O3，据此分析回答（1）~（4）。根据Cr守恒和B点的固体残留率计算B点物质的化学式。

向铬矿石中加入纯碱和O2焙烧，发生反应2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，水浸后得到的固体1的成分为Fe2O3，滤液1中含Na2CrO4、Na2SiO3；向滤液1中加入H2SO4，发生反应为Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4，2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O，沉淀2为H2SiO3，滤液2中含Na2Cr2O7、Na2SO4；向滤液2中加入蔗糖，蔗糖将Cr2O72-还原成Cr3+，蔗糖被氧化成CO2；含Cr3+的溶液中加入氨水产生Cr（OH）3沉淀，Cr（OH）3受热分解成Cr2O3。

（1）Cr（OH）3和Al（OH）3性质相似，Al（OH）3与KOH反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，则Cr（OH）3与KOH反应的离子方程式为Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O。答案为：Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O

（2）根据上述分析，沉淀2的化学式为H2SiO3。

（3）步骤③中加入H2SO4将CrO42- 转化成Cr2O72-，反应的离子方程式为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。硫酸不能换成盐酸，因为盐酸可被CrO42-氧化成Cl2。答案为：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 盐酸可被CrO42-氧化成Cl2

（4）滤液2中含Na2Cr2O7、Na2SO4；向滤液2中加入蔗糖，蔗糖将Cr2O72-还原成Cr3+；含Cr3+的溶液中加入氨水产生Cr（OH）3沉淀，发生的离子反应为Cr3++3NH3·H2O=Cr（OH）3↓+3NH4+，滤液3中的主要溶质为Na2SO4、（NH4）2SO4。答案为：Na2SO4、（NH4）2SO4

（5）设CrO3物质的量为1mol，1molCrO3的质量为1mol×100g/mol=100g ，n（Cr）=1mol；B点固体残留率为76.00%，B点固体的质量为100g×76.00%=76g，根据Cr守恒，B点物质中n（Cr）=1mol，m（Cr）=1mol×52g/mol=52g，O的质量为76g-52g=24g，n（O）=24g÷16g/mol=1.5mol，n（Cr）：n（O）=1mol：1.5mol=2:3，B点时铬的氧化物的化学式为Cr2O3。答案为：Cr2O3