Question

【題目】鉻合金有重要的用途，從其廢料中制取鉻的流程如下:

已知: ① Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑，

② 流程中鉻元素浸出之后至生成Cr(OH)3之間均以自由移動離子狀態(tài)存在于溶液中。

請回答下列問題:

（1）稀硫酸酸浸過程中，提高“浸出率”的措施有：________________________ (寫一條即可) 。

（2）用純堿調(diào)節(jié)濾液pH，得到某弱堿沉淀，若純堿過量，則可能導(dǎo)致的后果是_：_____________。

（3）流程中的“副產(chǎn)物”中，可用作可溶性鋇鹽中毒解毒劑的物質(zhì)的化學(xué)式是___________；可用作化肥的物質(zhì)的化學(xué)式是_____________。

（4）加入草酸實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)化學(xué)方程式為：_______________________________________。

（5）流程中利用鋁熱反應(yīng)冶煉鉻的化學(xué)方程式為：_____________________________________。

（6）流程中由濾液生成Cr(OH)3的化學(xué)方程式為：_____________________________________。

（7）除已知反應(yīng)①之外，整個(gè)流程中涉及的主要氧化還原反應(yīng)有_____個(gè)，分解反應(yīng)有____個(gè)。

Answer 1

【答案】加熱、攪拌、適當(dāng)提高稀硫酸濃度等(答案合理即可) H2C2O4的消耗量過大（或使Cr2+轉(zhuǎn)化成沉淀而損耗） Na2SO4 (NH4)2SO4 Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4·2H2O Cr2O3+2AlAl2O3+2Cr 4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O=4Cr(OH)3↓+4(NH4)2SO4 3 1

【解析】

高碳鉻鐵合金粉末加入稀H2SO4浸取，其中Cr、Fe溶解生成CrSO4、FeSO4；過濾后用純堿調(diào)節(jié)pH使Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe（OH）2沉淀，再加入草酸將Fe（OH）2轉(zhuǎn)化為FeC2O4·2H2O沉淀而除去；此時(shí)濾液中主要含CrSO4和Na2SO4，向?yàn)V液中通入空氣并加入氨水，濾液中Cr2+轉(zhuǎn)化成Cr（OH）3沉淀，發(fā)生的反應(yīng)為4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O＝4Cr（OH）3↓+4（NH4）2SO4，得到的副產(chǎn)物主要含（NH4）2SO4、Na2SO4；Cr（OH）3受熱分解成Cr2O3；Cr2O3與Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Cr和Al2O3，據(jù)此分析作答。

（1）根據(jù)外界條件對反應(yīng)速率的影響可知稀H2SO4酸浸過程中，提高“浸出率”的措施有：加熱、攪拌、適當(dāng)提高稀H2SO4的濃度等。

（2）用純堿調(diào)節(jié)濾液pH，使Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe（OH）2沉淀，再加入草酸將Fe（OH）2轉(zhuǎn)化為FeC2O4·2H2O沉淀而除去。若純堿過量，可能導(dǎo)致的后果是：一方面使Cr2+轉(zhuǎn)化成沉淀而被消耗，使Cr的產(chǎn)率降低；另一方面使后續(xù)過程中H2C2O4的消耗量過大。

（3）除去Fe2+后的濾液中主要溶質(zhì)為CrSO4和Na2SO4，向?yàn)V液中通入空氣并加入氨水，濾液中Cr2+轉(zhuǎn)化成Cr（OH）3沉淀，得到的副產(chǎn)物為（NH4）2SO4和Na2SO4，其中可用作可溶性鋇鹽中毒解毒劑的物質(zhì)的化學(xué)式是Na2SO4，解毒的原理為SO42-+Ba2+=BaSO4↓。可用作化肥的物質(zhì)的化學(xué)式是（NH4）2SO4，（NH4）2SO4是一種氮肥。

（4）加入草酸將Fe（OH）2沉淀轉(zhuǎn)化為FeC2O4·2H2O，沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe（OH）2+H2C2O4＝FeC2O4·2H2O。

（5）Al與Cr2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Al2O3和Cr，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr。）濾液中通入空氣、加入氨水CrSO4轉(zhuǎn)化為Cr（OH）3沉淀，1molCr2+失去1mol電子生成1molCr（OH）3，1molO2得到4mol電子，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒，由濾液生成Cr（OH）3的化學(xué)方程式為4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O＝4Cr（OH）3↓+4（NH4）2SO4。

（6）除反應(yīng)①之外，整個(gè)流程中涉及的主要氧化還原反應(yīng)還有：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑、4CrSO+O2+8NH3·H2O+2H2O＝4Cr（OH）3↓+4（NH4）2SO4、2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr，即氧化還原反應(yīng)有3個(gè)；分解反應(yīng)為2Cr（OH）3Cr2O3+3H2O，即分解反應(yīng)有1個(gè)。