Question

【題目】鉻元素及其化合物在生產、生活中具有廣泛的用途。以某鉻礦石(主要成分是Cr2O3，含Fe2O3、SiO2等雜質)為原料生產Cr2O3的流程如下：

已知：2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2，焙燒時SiO2也參與反應。

（1）Cr(OH)3和Al(OH)3性質類似，則Cr(OH)3與KOH反應的離子方程式為_________________；

（2）沉淀2的化學式為__________；

（3）步驟③中CrO42-轉化成Cr2O72- ，寫出其離子方程式____________________，硫酸能否換成鹽酸并說明其理由___________________；

（4）濾液3中的主要溶質是兩種鹽，其化學式為__________________________；

（5）CrO3的熱穩定性較差，加熱時逐步分解，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示，則B點時鉻的氧化物化學式為_____________。

Answer 1

【答案】Cr(OH)3+OH-=2H2O+CrO2-H2SiO32CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O不能，HCl可能被CrO42-氧化成氯氣Na2SO4 (NH4)2SO4Cr2O3

【解析】

向鉻礦石中加入純堿和O2焙燒，發生反應2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，水浸后得到的固體1的成分為Fe2O3，濾液1中含Na2CrO4、Na2SiO3；向濾液1中加入H2SO4，發生反應為Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4，2Na2CrO4+H2SO4Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O，沉淀2為H2SiO3，濾液2中含Na2Cr2O7、Na2SO4；向濾液2中加入蔗糖，蔗糖將Cr2O72-還原成Cr3+，蔗糖被氧化成CO2；含Cr3+的溶液中加入氨水產生Cr（OH）3沉淀，Cr（OH）3受熱分解成Cr2O3，據此分析回答（1）~（4）。根據Cr守恒和B點的固體殘留率計算B點物質的化學式。

向鉻礦石中加入純堿和O2焙燒，發生反應2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑，水浸后得到的固體1的成分為Fe2O3，濾液1中含Na2CrO4、Na2SiO3；向濾液1中加入H2SO4，發生反應為Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4，2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O，沉淀2為H2SiO3，濾液2中含Na2Cr2O7、Na2SO4；向濾液2中加入蔗糖，蔗糖將Cr2O72-還原成Cr3+，蔗糖被氧化成CO2；含Cr3+的溶液中加入氨水產生Cr（OH）3沉淀，Cr（OH）3受熱分解成Cr2O3。

（1）Cr（OH）3和Al（OH）3性質相似，Al（OH）3與KOH反應的離子方程式為Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O，則Cr（OH）3與KOH反應的離子方程式為Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O。答案為：Cr（OH）3+OH-=CrO2-+2H2O

（2）根據上述分析，沉淀2的化學式為H2SiO3。

（3）步驟③中加入H2SO4將CrO42- 轉化成Cr2O72-，反應的離子方程式為2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。硫酸不能換成鹽酸，因為鹽酸可被CrO42-氧化成Cl2。答案為：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 鹽酸可被CrO42-氧化成Cl2

（4）濾液2中含Na2Cr2O7、Na2SO4；向濾液2中加入蔗糖，蔗糖將Cr2O72-還原成Cr3+；含Cr3+的溶液中加入氨水產生Cr（OH）3沉淀，發生的離子反應為Cr3++3NH3·H2O=Cr（OH）3↓+3NH4+，濾液3中的主要溶質為Na2SO4、（NH4）2SO4。答案為：Na2SO4、（NH4）2SO4

（5）設CrO3物質的量為1mol，1molCrO3的質量為1mol×100g/mol=100g ，n（Cr）=1mol；B點固體殘留率為76.00%，B點固體的質量為100g×76.00%=76g，根據Cr守恒，B點物質中n（Cr）=1mol，m（Cr）=1mol×52g/mol=52g，O的質量為76g-52g=24g，n（O）=24g÷16g/mol=1.5mol，n（Cr）：n（O）=1mol：1.5mol=2:3，B點時鉻的氧化物的化學式為Cr2O3。答案為：Cr2O3