Question

【題目】某工廠排出的鉻渣含有SiO2、A12O3、Fe2O3、Na2Cr2O7(易溶于水，是強(qiáng)氧化劑)等，處理建議是將+6價(jià)鉻轉(zhuǎn)化為低毒性的+3價(jià)鉻后制備K2Cr2O7。實(shí)驗(yàn)室模擬處理鉻渣的工藝流程如下(部分操作和條件略):

（1）已知過濾1后的濾液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+,則濾液應(yīng)呈現(xiàn)的顏色是_________

（2）濾渣1的成分為______ 濾渣2中所含的金屬元素為___________

（3）根據(jù)表中生成成氧化物沉淀的pH數(shù)據(jù)判斷，流程中a的范圍為__________。

物質(zhì)	Fe(OH)3	Al(OH)3	Cr(OH)3	Fe(OH)2
開始沉淀	1．5	3．4	4．9	6．3
完全沉淀	2．8	4．7	5．5	8．3

（4）過濾3所得濾液又回流到過濾1所得濾液中，其目的是__________

（5）由Cr(OH)3得到黃色溶液過程中發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式是_________

（6）向橙色的K2Cr2O7溶液中，滴加Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生黃色沉淀，溶液pH減小。試推測(cè)黃色沉淀是_________,用平衡移動(dòng)的原理解釋溶液pH變小的原因是________.

Answer 1

【答案】 橙色 SiO2 Al、Fe 5.5≤a<6.3 使還原劑FeSO4循環(huán)使用 2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O BaCrO4 K2Cr2O7溶液中存在平衡: Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42- (黃色)+2H+,加入Ba(NO3)2溶液后，產(chǎn)生BaCrO4沉淀，c(CrO42-)降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),c(H+)增大

【解析】鉻渣成分為SiO2、A12O3、Fe2O3、Na2Cr2O7，酸浸時(shí)A12O3、Fe2O3與酸反應(yīng)生成硫酸鋁、硫酸鐵，Na2Cr2O7溶于水，過濾1后的濾液中存在硫酸鋁、硫酸鐵，Na2Cr2O7，濾渣1為SiO2，用FeSO47H2O還原Na2Cr2O7，Cr2O72-變?yōu)?/span>Cr3+，調(diào)pH≈4.7使鐵離子、鋁離子沉淀，則濾渣2為氫氧化鋁和氫氧化鐵，經(jīng)過濾2后調(diào)pH為5.5≤a＜6.3使鉻離子完全沉淀而亞鐵離子不沉淀，經(jīng)過濾3得Cr(OH)3，在KOH作用下，Cr(OH)3被H2O2氧化為CrO42-，經(jīng)酸化后得到K2Cr2O7。

（1）.已知過濾1后的濾液中存在如下平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+，因酸浸時(shí)加入足量稀硫酸，氫離子濃度增大，平衡向左移動(dòng)，使溶液呈現(xiàn)橙色，則濾液應(yīng)呈現(xiàn)的顏色是橙色，故答案為：橙色；

（2）.根據(jù)上述分析可知，濾渣1的成分為SiO2，濾渣2是氫氧化鋁和氫氧化鐵，則濾渣2中所含的金屬元素為Al、Fe，故答案為：SiO2；Al、Fe；

（3）.根據(jù)表中生成氫氧化物沉淀的pH數(shù)據(jù)分析，流程中的a的范圍應(yīng)為5.5≤a＜6.3，以保證鉻離子完全沉淀而亞鐵離子不沉淀，故答案為：5.5≤a＜6.3；

（4）.過濾3所得濾液主要成分是硫酸亞鐵，又回流到過濾1所得濾液中，其目的是使還原劑FeSO4循環(huán)使用，故答案為：使還原劑FeSO4循環(huán)使用；

（5）.由題目信息可知，生成的黃色溶液為CrO42-，則Cr(OH)3在堿性溶液中被H2O2氧化為CrO42-，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，得到該反應(yīng)的離子方程式為：2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O，故答案為：2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O；

（6）.向橙色的K2Cr2O7溶液中，滴加Ba(NO3)2溶液，由于K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42- (黃色)+2H+，加入Ba(NO3)2溶液后，產(chǎn)生BaCrO4沉淀，c(CrO42-)降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，使c(H+)增大，溶液pH減小，故答案為：BaCrO4；K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72- (橙色)+H2O2CrO42- (黃色)+2H+，加入Ba(NO3)2溶液后，產(chǎn)生BaCrO4沉淀，c(CrO42-)降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，(H+)增大。