Question

【題目】某工業(yè)廢料料中含有Cr(OH)3、Al2O3、CuO、NiO等物質(zhì)，工業(yè)上通過(guò)下列流程回收其中有用的金屬和制取Na2Cr2O7。

已知：

①“水浸過(guò)濾”后的溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2等物質(zhì)

②除去濾渣II后，溶液中存在反應(yīng)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

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

(1) “焙燒”過(guò)程中生成NaAlO2化學(xué)方程式為_____________________。

(2)生成濾渣II時(shí),需加入適量稀硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH除去A1O2-。若稀硫酸過(guò)量，則過(guò)量后引起反應(yīng)的離子方程式為______________________。

(3) “系列操作”為：繼續(xù)加入稀硫酸、_____、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。繼續(xù)加入稀硫酸的目的是_____________，濾渣III的主要成分是_________(填化學(xué)式)。

(4)工業(yè)上還可以在“水浸過(guò)濾’’后的溶液中加人適量稀硫酸，用石墨作電極電解生產(chǎn)金屬鉻，陰極的電極反應(yīng)式為______________。

(5)流程圖最后的“濾液”中仍然有殘留的Na2Cr2O7。Cr為重金屬元素，若含量過(guò)高就排入河流中，會(huì)對(duì)河水造成重金屬污染。為測(cè)定“濾液”中的c(Na2Cr2O7)，某實(shí)驗(yàn)小組取“濾液”20mL，水稀釋至250 mL，再取稀釋后的溶液25 mL于錐形瓶中，用c mol L-1的FeSO4溶液進(jìn)行氧化還原滴定，到終點(diǎn)時(shí)消耗FeSO4溶液體積為V mL，則“濾液”中的c(Na2Cr2O7)=______mol·L-1。

Answer 1

【答案】 A12O3+NaCO32NaAlO2+CO2↑ A1(OH)3+3H+==Al3++3H2O 蒸發(fā)濃縮 促進(jìn)化學(xué)平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O向正反應(yīng)方向移動(dòng)，盡可能生成更多的Na2Cr2O7 Na2Cr2O7 Cr2O72-+14H++12e-==2Cr↓+7H2O

【解析】以含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物質(zhì)的電鍍污泥為原料，烘干后加入碳酸鈉和氧氣高溫灼燒發(fā)生反應(yīng)4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+6H2O+4CO2，Al2O3+Na2CO3Na2AlO3+CO2↑，ZnO++Na2CO3Na2ZnO2+CO2↑，水浸后過(guò)濾得到濾渣CuO、NiO，濾液為Na2CrO4，NaAlO2、Na2ZnO2等，調(diào)節(jié)溶液pH沉淀ZnO22-離子和偏鋁酸根離子，過(guò)濾得到濾液Na2CrO4，加入硫酸酸化生成重鉻酸鈉溶液，通過(guò)提純得到重鉻酸鈉。

(1) “焙燒”過(guò)程中生成NaAlO2化學(xué)方程式為Al2O3+Na2CO3Na2AlO3+CO2↑，故答案為：Al2O3+Na2CO3Na2AlO3+CO2↑；

(2)氫氧化鋁具有兩性，過(guò)量的稀硫酸能夠溶解生成的氫氧化鋁沉淀，反應(yīng)的離子方程式為A1(OH)3+3H+==Al3++3H2O，故答案為：A1(OH)3+3H+==Al3++3H2O；

(3)水浸后溶液中存在Na2CrO4，加入硫酸發(fā)生CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，加入硫酸可使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可得到更多的Na2Cr2O7晶體，故答案為：蒸發(fā)濃縮；促進(jìn)平衡CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O向正反應(yīng)方向移動(dòng)，盡可能生成更多的Na2Cr2O7晶體；Na2Cr2O7；

(4)生成鉻的電極發(fā)生還原反應(yīng)，Cr2O72-得到電子生成Cr，反應(yīng)的電解方程式為Cr2O72-+14H++12e-==2Cr↓+7H2O，故答案為：Cr2O72-+14H++12e-==2Cr↓+7H2O；

(5) V mL c mol L-1的FeSO4中FeSO4的物質(zhì)的量為cV×10-3mol，與Na2Cr2O7反應(yīng)生成鐵離子，轉(zhuǎn)移電子cV×10-3mol，根據(jù)得失電子守恒，Na2Cr2O7轉(zhuǎn)化為Cr3+時(shí)得到cV×10-3mol電子，則n(Na2Cr2O7)= mol，則c(Na2Cr2O7)= ×=mol/L，故答案為： 。