Question

6．某化學(xué)興趣小組設(shè)計如圖1流程，從酸性工業(yè)廢液（含H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cr³⁺、SO₄^2-）中提取鉻．

有關(guān)數(shù)據(jù)如表：

化合物	Mg（OH）2	Al（OH）3	Cr（OH）3
完全沉淀的PH	10.5	4.3	5.3
開始溶解的pH	--	7.8	9.2
Ksp近似值	10-12	10-14	10-31

回答下列問題：
（1）步驟①所得濾液可用于制取MgSO₄•7H₂O，酸性工業(yè)廢液中加入適量氧化鋁的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH．
（2）若酸性廢液中c（Mg²⁺）=0.1mol/L，為達到步驟①的實驗?zāi)康�，則廢液的pH應(yīng)保持在（5.3，7.8）范圍（保留小數(shù)點后l位）．
（3）步驟②中生成NaCrO₂ 的離子方程式為Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O．
（4）步驟④中反應(yīng)的離子方程式為7H₂O+4CrO₄^2-+6S=4Cr（OH）₃↓+3S₂O₃^2-+2OH^-．
（5）步驟⑤在空氣中充分灼燒的目的是使Cr（OH）₃完全轉(zhuǎn)化為Cr₂O₃，可選用的裝置是圖2中的D．（填序號）

（6）步驟⑦中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為Cr₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr+Al₂O₃．

Answer 1

分析 從酸性工業(yè)廢液（含H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cr³⁺、SO₄^2-）中加入Al₂O₃，調(diào)節(jié)溶液的pH值，得到濾渣A為氫氧化鋁和氫氧化鉻，濾液中主要是硫酸鎂溶液，濾渣A中加入過量的氫氧化鈉得CrO₂^-、AlO₂^-溶液，加入氧氣將CrO₂^-氧化為CrO₄^2-，再加入硫磺，過濾得氫氧化鉻沉淀和S₂O₃^2-、AlO₂^-溶液，在S₂O₃^2-、AlO₂^-溶液中通入二氧化碳，過濾得濾渣B為Al（OH）₃，氫氧化鋁受熱分解得Al₂O₃，電解Al₂O₃得鋁，氫氧化鉻沉淀在空氣中充分加熱得Cr₂O₃，Cr₂O₃和Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)得鉻，以此解答該題．

解答 解：從酸性工業(yè)廢液（含H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cr³⁺、SO₄^2-）中加入Al₂O₃，調(diào)節(jié)溶液的pH值，得到濾渣A為氫氧化鋁和氫氧化鉻，濾液中主要是硫酸鎂溶液，濾渣A中加入過量的氫氧化鈉得CrO₂^-、AlO₂^-溶液，加入氧氣將CrO₂^-氧化為CrO₄^2-，再加入硫磺，過濾得氫氧化鉻沉淀和S₂O₃^2-、AlO₂^-溶液，在S₂O₃^2-、AlO₂^-溶液中通入二氧化碳，過濾得濾渣B為Al（OH）₃，氫氧化鋁受熱分解得Al₂O₃，電解Al₂O₃得鋁，氫氧化鉻沉淀在空氣中充分加熱得Cr₂O₃，Cr₂O₃和Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)得鉻，
（1）根據(jù)上面的分析可知，酸性工業(yè)廢液中加入適量氧化鋁的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH，得到氫氧化鋁和氫氧化鉻，
故答案為：調(diào)節(jié)溶液的pH；
（2）步驟①的實驗?zāi)康氖堑玫綒溲趸�鋁和氫氧化鉻，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，廢液的pH應(yīng)保持在（5.3，7.8）范圍，
故答案為：（5.3，7.8）；
（3）步驟②中生成NaCrO₂的離子方程式為Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O，
故答案為：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O；
（4）步驟④中硫與CrO₄^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫代硫酸根離子和氫氧化鉻，反應(yīng)的離子方程式為7H₂O+4CrO₄^2-+6S=4Cr（OH）₃↓+3S₂O₃^2-+2OH^-，
故答案為：7H₂O+4CrO₄^2-+6S=4Cr（OH）₃↓+3S₂O₃^2-+2OH^-；
（5）根據(jù)上面的分析可知，步驟⑤在空氣中充分灼燒的目的是使Cr（OH）₃完全轉(zhuǎn)化為Cr₂O₃，固體加熱可在坩堝中加熱，故可選用的裝置是D，
故答案為：使Cr（OH）₃完全轉(zhuǎn)化為Cr₂O₃；D；
（6）步驟⑦為鋁熱反應(yīng)，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為Cr₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr+Al₂O₃，
故答案為：Cr₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cr+Al₂O₃．

點評 本題屬于工藝流程制備題目，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，考查制備原理、實驗方案評價、物質(zhì)分離提純、獲取信息的能力，是對基礎(chǔ)知識的綜合考查，難度中等．