Question

【题目】利用含铬废料(主要含 Cr2O3，还含有 FeO、SiO2、Al2O3 等杂质)制备重铬酸钠，实现清洁化工生产，工艺流程如图：

回答下列问题：

(1)焙烧 Cr2O3 转化为Na2CrO4 的化学反应方程式是_____；

(2)实验室模拟此工业流程①，控制反应温度 60℃的方法是_____；

(3)流程②用石墨做电极电解 Na2CrO4 溶液，制备Na2Cr2O7，其原理如图所示，a 是_____极；电极Ⅱ的电极反应式是_____；当生成 2mol Na2Cr2O7时，电路中转移的电子_____mol；

(4)由下图和下表中的溶解度变化，流程③制备 K2Cr2O7，应先充分加热，然后_____反应才能顺利进行；

重铬酸钠的溶解度表：

温度℃	10	20	40	60	80	100
溶解度%	61.6	62.8	65.1	71.8	78.7	81.1

(5)为进一步减少制得的 K2Cr2O7 晶体中 NaCl 等杂质，应再进行_____操作；

(6)流程④Na2Cr2O7 溶液与乙醇反应，乙醇可能被氧化为_____(写一种即可)。

Answer 1

【答案】2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2 水浴加热 负极 4OH-―4e-＝2H2O＋O2↑或2H2O－4e-=O2↑+4H+ 4 冷却结晶（降低温度） 重结晶 乙醛(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、二氧化碳(CO2)等

【解析】

利用含铬废料(主要含 Cr2O3，还含有 FeO、SiO2、Al2O3 等杂质)制备重铬酸钠。将铬铁矿和碳酸钠、空气混合焙烧，发生反应得到Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3等和CO2，然后在60℃时调节溶液的pH=6.5，用盐酸浸取后过滤，得到的滤渣中主要含有硅酸、氢氧化铁、氢氧化铝等，滤液中含有Na2CrO4和NaCl，然后用石墨做电极电解 Na2CrO4 溶液，制备Na2Cr2O7，在Na2Cr2O7溶液中加入氯化钾固体可以制得K2Cr2O7，在Na2Cr2O7溶液中加入稀硫酸和乙醇，可以制得Na Cr(SO4)2，据此分析解答。

(1)Cr2O3 与碳酸钠在空气中焙烧反应生成Na2CrO4 的化学反应方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2，故答案为：2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2；

(2)可以采用水浴加热的方法，控制反应温度 60℃，故答案为：水浴加热；

(3)Na2CrO4 溶液中存在2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，用图示装置(均为石墨电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，需要通过电解生成H+提高溶液的酸性，说明该电极(电极Ⅱ)是阳极，连接电源的正极，即b为正极，则a为负极；电极Ⅱ为阳极，溶液中氢氧根离子失电子生成氧气，电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O－4e-=O2↑+4H+；由CrO42-+2H +=Cr2O72-+H2O可知，每生成2molNa2Cr2O7时，理论上II电极生成4molH+，根据阳极反应式4OH--4e-=2H2O+O2↑可知，每生成4molH+，转移4mol电子，故答案为：负极；4OH-―4e-＝2H2O＋O2↑或2H2O－4e-=O2↑+4H+；4；

(4) 根据溶解度曲线和重铬酸钠的溶解度表可知，K2Cr2O7的溶解度随温度的变化较大，而Na2Cr2O7的溶解度受温度的影响不大，且温度较低是由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7，因此流程③中向Na2Cr2O7溶液中加入适量KCl，充分加热，蒸发浓缩至表面出现晶膜，然后冷却结晶，析出K2Cr2O7固体，反应才能顺利进行，故答案为：冷却结晶(降低温度)；

(5) 根据溶解度曲线，K2Cr2O7的溶解度随温度的变化较大，而氯化钠的溶解度受温度的影响不大，为进一步减少制得的 K2Cr2O7 晶体中 NaCl 等杂质，需要对K2Cr2O7 晶体进行重结晶操作，进一步分离提纯，故答案为：重结晶；

(6) Na2Cr2O7 溶液具有强氧化性，Na2Cr2O7 溶液与乙醇反应，乙醇可能被氧化为乙醛(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、甚至可以氧化生成二氧化碳和水，故答案为：乙醛(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、二氧化碳2)等。