Question

铬是一种银白色金属，化学性质稳定，以+2、+3和+6价为常见价态．工业上以铬铁矿（主要成分为FeO•Cr₂O₃，含有Al₂O₃、SiO₂等杂质）为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na₂Cr₂O₇•2H₂O（已知Na₂Cr₂O₇是一种强氧化剂），其主要工艺流程如下：

查阅资料得知：

①常温下，NaBiO₃不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr³⁺转化为CrO₄^2﹣

②常温下，Ksp[Cr（OH）₃]=6.3×10^﹣31

回答下列问题：

（1）工业上常采用热还原法制备金属铬，写出以Cr₂O₃为原料，利用铝  热反应制取金属铬的化学方程式                  ．

（2）酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是             ．

（3）固体E的主要成分是Na₂SO₄，根据如图分析操作a为           、            ．

（4）已知含+6价铬的污水会污染环境．电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr₂O₇^2﹣，处理该废水常用还原沉淀法，具体流程如下：

①Cr（OH）₃的化学性质与Al（OH）₃相似．在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，是因为              ；

②下列溶液中可以代替上述流程中Na₂S₂O₃溶液的是            （填选项序号）；

A．FeSO₄溶液    B．浓H₂SO₄     C．酸性KMnO₄溶液      D．Na₂SO₃溶液

③调整溶液的pH=5时，通过列式计算说明溶液中的Cr³⁺是否沉淀完全              ；

④上述流程中，每消耗0.1molNa₂S₂O₃转移0.8mole^﹣，则加入Na₂S₂O₃溶液时发生反应的离子方程式为        ．

Answer

（1）Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3；

（2）盐酸中的Cl﹣会被氧化，产生Cl2；

（3）蒸发结晶、趁热过滤；

（4）①pH过高Cr（OH）3会与过量的NaOH 反应；

②D；③没有沉淀完全；

④3S2O32﹣+4Cr2O72﹣+26H+═6SO42﹣+8Cr3++13H2O．

【解析】

（1）三氧化二铬与铝发生铝热反应的方程式为：Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3，

（2）盐酸中的氯是﹣1价具有还原性，会CrO42﹣被氧化成氯气，

（3）由图2可知Na2Cr2O7的溶解度随温度的升高而增大，而硫酸钠的温度随温度的升高而降低，所以采用蒸发结晶、趁热过滤的方法分离硫酸钠，

（4）①Cr（OH）3的化学性质与Al（OH）3相似，如果氢氧化钠过量Cr（OH）3会溶解，

②可以代替上述流程中Na2S2O3溶液，需要具有还原性，能还原重铬酸根离子；

A．FeSO4溶液中亚铁离子具有还原性，可以还原Cr2O72﹣离子，但又引入新的杂质离子铁离子，故A不符合；

B．浓H2SO4 具有强氧化性，不能表现还原性，不能还原Cr2O72﹣，故B不符合；

C．酸性KMnO4 是强氧化剂不能还原Cr2O72﹣，故C不符合；

D．Na2SO3溶液中亚硫酸根离子具有还原性，可以还原Cr2O72﹣，故D符合；

③pH=5时，（OH﹣）=10﹣9mol/L，所以c（Cr3+）•（10﹣9）3=6.3×10﹣31，解之得c（Cr3+）=6.3×10﹣4＞10﹣5，所以没有沉淀完全，

④每消耗0.1mol Na2S2O3转移0.8mol e﹣，Na2S2O3 ～2SO42﹣～8e﹣，Cr2O72﹣～2Cr3+～6e﹣，依据氧化还原反应电子守恒配平书写，3Na2S2O3 ～6SO42﹣～24e﹣，4Cr2O72﹣～8Cr3+～24e﹣，得到的氧化还原反应的离子方程式为3S2O32﹣+4Cr2O72﹣+26H+═6SO42﹣+8Cr3++13H2O；