Question

從化工廠鉻渣中提取硫酸鈉的工藝如下：

已知：①鉻渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+；②Fe3+、Cr3+完全沉淀（c ≤1.0×10-5 mol·L-1）時pH分別為3.6和5。

（1）“微熱”除能加快反應(yīng)速率外，同時還可以???????? ，濾渣A為 ??????? （填化學(xué)式）。

（2）根據(jù)溶解度（S）∽溫度（T）曲線，操作B的最佳方法為???????? （填字母序號）

A．蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾

B．蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過濾

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

（4）根據(jù)2CrO42－＋2H+ Cr2O72－＋H2O設(shè)計圖示裝置（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?????????? ?????????? 。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）促進Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去；（2分）Fe(OH)3；（2分）

（2）A（2分）

（3）3SO32-＋Cr2O72-＋8H＋＝2Cr3＋＋3SO42-＋4H2O；（3分，化學(xué)式和配平錯誤0分）

H2SO4；（2分）1.0×10－32 mol4·L-4（2分，不帶單位扣1分）

（4）正極，（2分）4OH－-4e－＝O2↑＋2H2O（2分）（無“↑”扣分1分）

【解析】

試題分析：（1）鹽類的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以微熱能促進Fe3＋水解生成Fe(OH)3而除去；Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀，所以濾渣A為Fe(OH)3。

（2）根據(jù)溶解度（S）∽溫度（T）曲線，可以看出溫度較高時，隨著溫度的升高，Na2SO4的溶解度逐漸減小，所以采用蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾的方法，故A項正確。

（3）酸化后Cr2O72－把SO32-氧化為SO42?，所以離子方程式為：3SO32-＋Cr2O72-＋8H＋＝2Cr3＋＋3SO42-＋4H2O；因為最終產(chǎn)品為Na2SO4，為避免產(chǎn)生雜質(zhì)，酸C為H2SO4；恰好完全沉淀時離子濃度為1.0×10-5 mol·L-1，Cr3+完全沉淀時pH為5，c(OH?)= 1.0×10-9 mol·L-1，所以Cr(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp[Cr(OH)3]＝c(Cr3+)?c3(OH?)= 1.0×10-5 mol·L-1×(1.0×10-9 mol·L-1)3=1.0×10－32 mol4·L-4。

（4）根據(jù)示意圖，圖中右側(cè)Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7，需要H+，說明右側(cè)電極發(fā)生H2O電離產(chǎn)生的OH?放電，使H2O的電離平衡向右移動，H+增多，所以右側(cè)電極連接電源的正極，電極方程式為：4OH－-4e－＝O2↑＋2H2O

考點：本題考查化學(xué)工藝流程分析、晶體結(jié)晶、離子方程式的書寫、溶度積常數(shù)的計算、電解原理及應(yīng)用。