Question

【題目】利用熔融堿焙燒工藝可從鋁熱法生產金屬鉻的鉻渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出鉻和鋁，為實現鉻和鋁的再生利用。其工作流程如下：

（1）鋁熱法冶煉金屬鉻，是利用了金屬鋁的__________（填“氧化性”或“還原性”）。

（2）溶液1中的陰離子有CrO42-、______、_______。

（3）過程I，在Cr2O3參與的反應中，若生成0.4molCrO42-，消耗氧化劑的物質的量是__________。

（4）通入CO2調節溶液pH實現物質的分離。

①濾渣A煅燒得到Al2O3，再用電解法冶煉Al。冶煉Al的化學方程式是____________________。

②濾渣B受熱分解所得物質的參與循環利用，B是__________。

③已知：2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O K=4.0×1014

濾液3中Cr2O72-的濃度是0.04mol/L，則CrO42-的濃度是__________mol/L。

（5）過程II的目的是得到K2Cr2O7粗品。

不同溫度下化合物的溶解度（g/100gH2O）

化合物名稱	0℃	20℃	40℃	60℃	80℃
NaCl	35.7	36.0	36.6	37.3	38.4
KCl	28.0	34.2	40.1	45.8	51.3
K2SO4	7.4	11.1	14.8	18.2	21.4
K2Cr2O7	4.7	12.3	26.3	45.6	73.0
Na2Cr2O7	163	183	215	269	376

結合表中數據分析，過程II的操作是：__________________________，過濾，得到K2Cr2O7粗品。

Answer 1

【答案】 還原性 AlO2- OH- 0.3mol 2Al2O3（熔融）3O2↑+4Al NaHCO3 0.01 向濾液③中加入稀鹽酸和KCl固體后，蒸發濃縮、降溫結晶。

【解析】（1）鋁熱法冶煉金屬鉻，是利用了金屬鋁的還原性；（2）Al、Al2O3、Cr2O3與NaOH反應，除生成Na2CrO4，還有偏鋁酸鈉和過量的NaOH，溶液1中的陰離子有CrO42-，還有AlO2-、OH-；（3）反應中氧氣作氧化劑，由得失電子守恒可知：0.4mol×(6-3)=n(O2) ×4，n(O2)=0.3mol；（4）①電解法冶煉Al的化學方程式是：2Al2O3（熔融）3O2↑+4Al；②向偏酸鋁鈉溶液中通入二氧化碳，可生成碳酸鈉或碳酸氫鈉，其中碳酸氫鈉易受熱分解，故B是碳酸氫鈉。③由此反應平衡表達式可知，k= c(Cr2O72-)/c2(CrO42-)c2(H+)=4.0×1014，代入c(Cr2O72-)=0.04mol/L，c(H+)=10-6 mol/L，c(CrO42-)==0.01 mol/L。（5）要得到更多的K2Cr2O7粗品，必須加入硫酸，促進2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向移動，同時由于K2Cr2O7的溶解度隨溫度變化較大，可采取降溫結晶法。具體操作是向濾液③中加入稀硫酸和K2SO4固體后，蒸發濃縮、降溫結晶。