Question

【題目】鋁熱法煉鉻廢渣主要成分為Al2O3和Cr2O3，還含有MgO、FeO、Fe2O3等雜質，以下是以煉鉻廢渣為原料回收Al2O3和Cr2O3的流程圖：

已知：

①“焙燒”涉及的主要反應：Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑；

Cr2O3+Na2CO3+O2Na2CrO4+CO2↑（未配平）；

②濾液2中涉及的反應：8CrO42--+3S2O32-+34H+===6SO42-+8Cr3++17H2O

③Ksp[Cr(OH)3]＝8×10－32

根據題意回答下列問題：

（1）請完成下列化學方程式的配平：

Cr2O3+ Na2CO3+ O2 Na2CrO4+ CO2↑；

（2）煉鉻廢渣在焙燒前需球磨粉碎，其目的是 。

（3）濾渣1的主要成分是 。

（4）流程中可以循環利用的物質是 。

（5）寫出步驟Ⅲ“碳分”的離子反應方程式： 。

（6）濾液2還原后的溶液中為使Cr3+沉淀完全，溶液pH應小于 。（已知：lg5=0.7；當溶液中離子濃度不大于1×10-5mol/L時,可以認為不含該離子）

（7）濾液2經多步操作還可以獲得K2Cr2O7晶體，其操作依次是：加入稀硫酸酸化，加入KCl固體、蒸發濃縮、操作a、過濾、操作b、干燥。

①加硫酸酸化的目的是 。

②操作a、操作b分別是 、 。

Answer 1

【答案】

（1）2，4，3，4，4（2分）

（2）使反應物接觸更充分，加快反應速率，提高原料利用率（2分）

（3）MgO、Fe2O3（2分）

（4）CO2（2分）

（5）AlO2－+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3－或者2AlO2－+CO2+3H2O═2Al(OH)3↓+CO32－（2分）

（6）5.3（2分）

（7）①使CrO42－轉化為Cr2O72－，即CrO42－與H+生成Cr2O72-和水，2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O（2分）

②冷卻結晶（1分）洗滌（1分）

【解析】

試題分析：

（1）根據化合價升降守恒，完成化學方程式的配平：2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2↑，故答案為：2，4，3，4，4

（2）煉鉻廢渣在焙燒前將球磨粉碎，可以使反應物接觸更充分，加快反應速率，提高原料利用率，故答案為：使反應物接觸更充分，加快反應速率，提高原料利用率。

（3）根據流程圖和題示反應的信息，MgO、Fe2O3與純堿不反應且不溶于水，因此濾渣1主要含有MgO、Fe2O3，故答案為：MgO、Fe2O3；

（4）根據流程圖，Ⅰ焙燒生成的二氧化碳可以參加循環利用，故答案為：CO2；

（5）步驟Ⅲ“碳分”中濾液1中的偏鋁酸根離子與二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，通入少量的二氧化碳反應生成碳酸根離子，通入過量的二氧化碳，反應生成碳酸氫根離子，離子反應方程式為AlO2－+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3－或者2AlO2－+CO2+3H2O═2Al(OH)3↓+CO32－，故答案為：AlO2－+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3－或者2AlO2－+CO2+3H2O═2Al(OH)3↓+CO32－；

（6）為了使濾液2還原后的溶液中為使Cr3+沉淀完全，c(OH-)＜==2×10-9mol/L， 溶液pH＞-lg(2×10-9)=5.3， 故答案為：5.3

（7）①加硫酸酸化可以使CrO42－轉化為Cr2O72－，即CrO42－與H+生成Cr2O72-和水，2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，故答案為：使CrO42－轉化為Cr2O72－；

②根據從溶液中獲得晶體的一般步驟，操作a、操作b分別是冷卻結晶、洗滌，故答案為：冷卻結晶 洗滌。