Question

【题目】某工业废料中含有 Cr(OH)3、Al2O3、CuO、NiO 等物质，工业上通过下列流程回收其中有用的金属和制取 Na2Cr2O7。

已知：①“水浸过滤”后的溶液中存在 Na2CrO4、NaAlO2 等物质

②除去滤渣 II 后，溶液中存在反应 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

③Na2Cr2O7、Na2CrO4 在不同温度下的溶解度(g/100 g H2O)如下表：

	20℃	60℃	100℃
Na2Cr2O7	183	269	415
Na2CrO4	84	115	126

(1)“焙烧”过程中生成 NaAlO2 的化学方程式为_____。

(2)生成滤渣时，需加入适量稀硫酸调节溶液的 pH 除去 AlO2 -，若稀硫酸过量，则因过量引起反应的离子方程式为_______________________。

(3)“系列操作”为：继续加入稀硫酸、_____、冷却结晶、过滤。继续加入稀硫酸的目的是_________；滤渣 III 中除含有少量硫酸钠晶体外，主要成分是 _________________(写化学式)。

(4)工业上还可以在“水浸过滤”后的溶液中加入适量稀硫酸，用石墨作电极电解生产金属铬，阴极的电极反应式为 ____。

(5)流程图最后的“滤液”中仍然有残留的 Na2Cr2O7。Cr 为重金属元素，若含量过高就排入河流中， 会对河水造成重金属污染。为测定“滤液”中的 c(Na2Cr2O7)，某实验小组取“滤液”20 mL，加水稀释至 250 mL，再取稀释后的溶液 25 mL 于锥形瓶中，用 c mol/L的 FeSO4 溶液进行氧化还原滴定,到终点 时清耗 FeSO4 溶液体积为 V mL[已知发生的反应为Na2Cr2O7+FeSO4+H2SO4→Na2SO4+Cr2(SO4)3+ Fe2(SO4)3+ H2O(未配平)]，则“滤液”中的c(Na2Cr2O7)=_________mol/L。

Answer 1

【答案】)Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑Al(OH)3+ 3H+=Al3++ 3H2O蒸发浓缩促进化学平衡向正反应方向移动，尽可能生成更多的Na2Cr2O7Na2Cr2O7Cr2O72-+14H++12e-=2Cr↓+7H2OcV/12

【解析】

以含有Cr（OH）3、Al2O3、CuO、NiO等物质的业废料为原料，烘干后加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应4Cr（OH）3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+6H2O+4CO2，Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑，水浸后过滤得到滤渣CuO、NiO，滤液为Na2CrO4，NaAlO2等，调节溶液PH沉淀偏铝酸根离子，过滤得到滤液Na2CrO4，滤渣Ⅱ的主要成分有Al（OH）3，滤液Na2CrO4加入硫酸酸化生成重铬酸钠溶液，通过提纯得到重铬酸钠。

（1）“焙烧”过程中生成NaAlO2的化学方程式为：Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑，故答案为：Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑；

（2）若稀硫酸过量，生成的氢氧化铝会溶解，则因过量引起反应的离子方程式为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，故答案为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；

（3）铬酸钠中加入硫酸生成重铬酸钠和硫酸钠，所以得到滤渣Ⅲ应为硫酸钠，根据两种物质的溶解度与温度的关系可知重铬酸钠的溶解度较大，而硫酸钠的溶解度较小，所以得到滤渣Ⅲ硫酸钠的步骤为 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，继续加入稀硫酸的目的是促进化学平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O向正反应方向移动，尽可能生成更多的Na2Cr2O7，分析可知，滤渣III中除含有少量疏酸钠晶体外，主要成分是Na2Cr2O7，故答案为：蒸发浓缩；促进化学平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O向正反应方向移动，尽可能生成更多的Na2Cr2O7；Na2Cr2O7；

（4）用石墨作电极电解生产金属铬，酸性溶液中Cr2O72-得到电子生成铬，阴极的电极反应式为：Cr2O72-+14H++12e-=2Cr↓+7H2O，故答案为：Cr2O72-+14H++12e-=2Cr↓+7H2O；

（5）VmL c mol/L的FeSO4溶液中硫酸亚铁物质的量n（FeSO4）=cV×10-3mol，与Na2Cr2O7 溶液反应生成铁离子，转移电子物质的量cV×10-3mol，电子守恒Na2Cr2O7 转化为Cr3+时得到cV×10-3mol电子，则n（Na2Cr2O7）=mol，则c（Na2Cr2O7）=×=mol/L，故答案为：。