Question

【題目】一種提取硫酸鈉的化工流程如下圖所示：

已知：

①鉻渣含有Na2S04及少量Cr2O72-、Fe3+；②Fe3+、Cr3+恰好完全沉淀（c＝1.0×10-5mol/L）時(shí)pH分別為3.6 和5。

(1)濾渣A為_(kāi)______(填化學(xué)式)。

(2)根據(jù)下圖溶解度(S)-溫度(T)曲線，操作B的最佳方法為_(kāi)________(填字母序號(hào))。

a．蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾 b．蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過(guò)濾

(3)酸化后Cr2O72-可被SO32-還原成Cr3+，離子方程式為_(kāi)___________；酸C為_(kāi)_____________，Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp[Cr(OH)3]=______________，

(4)根據(jù)反應(yīng)2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 設(shè)計(jì)右圖所示裝置（均為惰性電極）電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，圖中右側(cè)電極連接電源的____________極，其電極反應(yīng)式為_(kāi)___________，通過(guò)2mol電子，生成Cr2O72-的物質(zhì)的量是__________________。

Answer 1

【答案】⑴Fe(OH)3

⑵a

⑶3SO32-＋Cr2O72-＋8H+=2Cr3+＋3SO42-＋4H2O H2SO4 1.0×10-32

⑷正 4OH－-4e－=O2↑＋2H2O 1mol

【解析】本題考查化學(xué)工藝流程，（1）因?yàn)檎{(diào)節(jié)pH到3.6，此時(shí)Fe3＋以氫氧化鐵形式完全沉淀，因此濾渣A為Fe(OH)3；（2）流程的目的是提取Na2SO4，根據(jù)溶解度－溫度曲線，Na2SO4的溶解度隨著溫度升高而降低，因此采用蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾，得到Na2SO4，即最佳方法是選項(xiàng)a；（3）Cr2O72－中Cr的化合價(jià)由＋6價(jià)→＋3價(jià)，化合價(jià)共降低3×2=6價(jià)，SO32－中S的價(jià)態(tài)由＋4價(jià)→＋6價(jià)，化合價(jià)升高2價(jià)，最小公倍數(shù)為6，因此離子反應(yīng)方程式為3SO32－＋Cr2O72－＋8H＋=2Cr3＋＋3SO42－＋4H2O ；因?yàn)镃r2O72－具有強(qiáng)氧化性，能鹽酸氧化成氯氣，以及硝酸具有揮發(fā)性，因此酸化Cr2O72－所用的酸是H2SO4；Cr3＋完全轉(zhuǎn)化成沉淀，pH=5，即溶液中c(OH－)=10－9mol·L－1，Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3＋)×c3(OH－)=10－5×(10－9)3=10－32；（4）Cr的化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化，根據(jù)所示的電解裝置圖，左側(cè)加入稀氫氧化鈉溶液，出來(lái)的是濃氫氧化鈉溶液，此電極上產(chǎn)生OH－，得到H2，即此極為陰極，右側(cè)為陽(yáng)極，接電源的正極，其電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，通過(guò)2mol電子，產(chǎn)生2molH＋，即生成Cr2O72－的物質(zhì)的量為1mol。