Question

从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如下：

已知：①铬渣含有Na₂SO₄及少量Cr₂O₇^2-、Fe³⁺；②Fe³⁺、Cr³⁺完全沉淀（c ≤1.0×10^-5 mol·L^-1）时pH分别为3.6和5。
（1）“微热”除能加快反应速率外，同时还可以        ，滤渣A为        （填化学式）。
（2）根据溶解度（S）∽温度（T）曲线，操作B的最佳方法为        （填字母序号）

A．蒸发浓缩，趁热过滤
B．蒸发浓缩，降温结晶，过滤
（3）酸化后Cr₂O₇^2－可被SO₃^2-还原成Cr³⁺，离子方程式为：                       ；酸C为       ，Cr(OH)₃的溶度积常数Ksp[Cr(OH)₃]＝                  。
（4）根据2CrO₄^2－＋2H⁺  Cr₂O₇^2－＋H₂O设计图示装置（均为惰性电极）电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，图中右侧电极连接电源的     极，其电极反应式为                     。

Answer 1

（1）促进Fe^3＋水解生成Fe(OH)₃而除去；（2分）Fe(OH)₃；（2分）
（2）A（2分）
（3）3SO₃^2-＋Cr₂O₇^2-＋8H^＋＝2Cr^3＋＋3SO₄^2-＋4H₂O；（3分，化学式和配平错误0分）
H₂SO₄；（2分）1.0×10^－32 mol⁴·L^-4（2分，不带单位扣1分）
（4）正极，（2分）4OH^－-4e^－＝O₂↑＋2H₂O（2分）（无“↑”扣分1分）

解析试题分析：（1）盐类的水解反应为吸热反应，所以微热能促进Fe^3＋水解生成Fe(OH)₃而除去；Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃沉淀，所以滤渣A为Fe(OH)₃。
（2）根据溶解度（S）∽温度（T）曲线，可以看出温度较高时，随着温度的升高，Na₂SO₄的溶解度逐渐减小，所以采用蒸发浓缩，趁热过滤的方法，故A项正确。
（3）酸化后Cr₂O₇^2－把SO₃^2-氧化为SO₄²?，所以离子方程式为：3SO₃^2-＋Cr₂O₇^2-＋8H^＋＝2Cr^3＋＋3SO₄^2-＋4H₂O；因为最终产品为Na₂SO₄，为避免产生杂质，酸C为H₂SO₄；恰好完全沉淀时离子浓度为1.0×10^-5 mol·L^-1，Cr³⁺完全沉淀时pH为5，c(OH?)= 1.0×10^-9 mol·L^-1，所以Cr(OH)₃的溶度积常数Ksp[Cr(OH)₃]＝c(Cr³⁺)?c³(OH?)= 1.0×10^-5 mol·L^-1×(1.0×10^-9 mol·L^-1)³=1.0×10^－32 mol⁴·L^-4。
（4）根据示意图，图中右侧Na₂CrO₄转化为Na₂Cr₂O₇，需要H⁺，说明右侧电极发生H₂O电离产生的OH?放电，使H₂O的电离平衡向右移动，H⁺增多，所以右侧电极连接电源的正极，电极方程式为：4OH^－-4e^－＝O₂↑＋2H₂O
考点：本题考查化学工艺流程分析、晶体结晶、离子方程式的书写、溶度积常数的计算、电解原理及应用。