Question

【题目】工业废弃铬渣对人体以及环境危害极大，铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+;某工厂从铬渣中提取硫酸钠的工艺如图1:

己知:I.Fe3+、Cr3+完全沉淀(c≦1.0×10-5mol/L)时pH分别为3.6和5;

Ⅱ.Cr2O72-还原产物为Cr3+。

(1)步骤2调节pH=3.6的目的为______,“微热”的作用为_______。

(2)Na2SO4和Na2Cr2O7的溶解度随温度变化曲线如图2,操作B的方法为_________.

A.蒸发结晶、趁热过滤 B.蒸发浓缩，降温结晶，过滤

(3)步骤5中酸C不能选择硝酸的理由为____________，酸化、还原过程发生反应的离子方程式为_______，若将该反应设计为原电池(惰性电极)，则负极的电极反应式为_______。

(4)Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=_______

(5)为了测定步骤3的滤液中Na2Cr2O7的浓度，进行步骤如下:

I.取100mL滤液;

Ⅱ.用cmol/L的标准KMnO4酸性溶液滴定bmL一定浓度的FeSO4溶液，消耗KMnO4溶液bmL;

Ⅲ.取bmL滤液，用上述FeSO4溶液滴定，达到滴定终点时，消耗dmLFeSO4溶液；则步骤3的滤液中Na2Cr2O7的含量为_________mol/L。

Answer 1

【答案】 沉淀Fe3+ 加快反应速率、促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去 A 硝酸有氧化性且会引入新的杂质 3SO32- +Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O SO32--2e-+H2O= SO42-+2H+ 1.0×10-32 5cd/6b

【解析】（1）步骤②的目的是沉淀Fe3+，Fe3+完全沉淀时的pH=3.6，所以调节pH=3.6的目的为沉淀Fe3+；加热能加快反应速率，使Fe3+沉淀速率更快，同时因为水解反应吸热，“微热”还可以促进Fe3+水解生成Fe(OH)3而除去；（2）根据图2溶解度与温度曲线，操作B的最佳方法为先将混合溶液蒸发浓缩，趁热过滤，趁热过滤的目的是有利于硫酸钠结晶析出，可以防止Na2Cr2O7析出，故答案选A；（3）硝酸有氧化性，会氧化Na2SO3，且会引入杂质NO3-，为保证最后得到纯净的硫酸钠，酸C为硫酸，不能选用硝酸等其他酸溶液。酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+，SO32-变为SO42-，离子方程式为：3SO32- +Cr2O72-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；根据该反应可知，SO32-在反应中失去电子，所以负极电极反应为：SO32--2e-+H2O= SO42-+2H+；（4）恰好完全沉淀时离子浓度c=1.0×10-5mol/L, Cr3+完全沉淀时pH=5，c(OH-)=1.0×10-9mol/L,所以Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]= 1.0×10-5mol/L×(1.0×10-9mol/L)3=1.0×10-32；(5)根据MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，可得c(FeSO4)=5cmol/L，根据Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可得bmL滤液中含有Na2Cr2O7物质的量=×10-3mol，则c(Na2Cr2O7)= =mol/L。