Question

【題目】鉻元素及其化合物在生產(chǎn)、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(zhì))為原料生產(chǎn)Cr2O3的流程如下：

(1)Cr2O3在焙燒時生成Na2CrO4，寫出第①步發(fā)生的所有方程式_________。

(2)沉淀2的化學(xué)式為_______。

(3)步驟③中CrO42-轉(zhuǎn)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中主要溶質(zhì)的化學(xué)式為____________。

(5)CrO3的熱穩(wěn)定性較差，加熱時逐步分解，其固體殘留率隨溫度的變化如下圖所示，則B點(diǎn)時鉻的氧化物化學(xué)式為_______。

Answer 1

【答案】2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2，Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑ H2SiO3 Cr2O72-+H2O2CrO42－+2H+ 不能，HCl能被Cr2O72-氧化成氯氣 Na2SO4、(NH4)2SO4 Cr2O3

【解析】

鉻鐵礦(主要成分是Cr2O3，含Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))加入碳酸鈉煅燒，可生成Na2CrO4、Na2SiO3等，加入水浸取，過濾得到濾渣為Fe2O3，濾液1為Na2CrO4、Na2SiO3等，向?yàn)V液1中加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH得到沉淀為H2SiO3，過濾后向?yàn)V液中加入蔗糖，用蔗糖還原，得到二氧化碳和含有Na+、Cr3+的溶液，再與氨水反應(yīng)，濾液3的主要溶質(zhì)是兩種鹽為(NH4)2SO4、Na2SO4，得到Cr(OH)3沉淀，灼燒Cr(OH)3沉淀得到Cr2O3，以此解答該題。

(1)加入碳酸鈉焙燒，可生成Na2CrO4、Na2SiO3等，涉及的方程式為2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2，SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑；

(2)由以上分析可知過濾得濾液1為Na2CrO4、Na2SiO3等，向?yàn)V液1中加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH得到沉淀2為H2SiO3；

(3)步驟③中CrO42-轉(zhuǎn)化成Cr2O72- ，反應(yīng)的離子方程式為：Cr2O72-+H2O2CrO42－+2H+；鹽酸具有還原性，如果用鹽酸，則HCl會被CrO42-氧化產(chǎn)生氯氣污染環(huán)境，所以硫酸不能換成鹽酸；

(4)濾液3溶液中存在Na+、NH4+、SO42+等離子，主要溶質(zhì)是兩種鹽為Na2SO4、(NH4)2SO4；

(5)設(shè)CrO3的質(zhì)量為100g，則CrO3中鉻元素的質(zhì)量為：100g×=52g，B點(diǎn)時固體的質(zhì)量為：100g×76%=76g，Cr的質(zhì)量沒有變，所以生成物中Cr的質(zhì)量為52g，氧元素的質(zhì)量為：76g-52g=24g，兩者的個數(shù)比為：=2：3，所以B點(diǎn)時剩余固體的成分是Cr2O3。