Question

以某铬矿石（主要成分是Cr₂O₃，含FeO、SiO₂等杂质)为原料生产Cr₂O₃的流程如下：

已知：Cr₂O₇^2－+H₂O 2CrO₄^2－+2H⁺，K_sp[Cr(OH)₃] =6.4×10^－31，lg2 = 0.3
（1）步骤Ⅰ中为了提高反应速率应该采取的措施有    、     。（写2种）

（2）滤液1中的阴离子除CO₃^2－外，主要还有       、       。

（3）步骤Ⅳ发生的反应中Cr₂O₇^2－和蔗糖（C₁₂H₂₂O₁₁）的物质的量之比为     。

（4）步骤Ⅴ中为了使Cr³⁺完全沉淀[此时，c(Cr³⁺)≤10^－5mol·L^－1]，pH至少调至    。

（5）滤液3的主要溶质是两种盐，化学式为         、        。

（6）研究发现，固态Na₂CrO₄与氨气在500℃下反应得到NaCrO₂，将NaCrO₂溶解后通入CO₂得到更为纯净的Cr(OH)₃。则NaCrO₂溶液与过量CO₂反应的离子方程式为                                 。

Answer

（1）适当升温、粉碎铬矿石、搅拌等合理答案（2）CrO42－、SiO32－ （3）8:1

（4）5.6 （5）(NH4)2SO4、Na2SO4（6）CrO2－ + CO2 +2H2O = Cr(OH)3↓+ HCO3－

【解析】

试题分析：铬矿石（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等杂质)中加入纯碱和氧气，高温下反应，SiO2和纯碱反应生成硅酸钠，FeO被氧化为氧化铁，根据信息滤液2与蔗糖反应生成含Cr3+的溶液，结合信息Cr2O72－+H2O 2CrO42－+2H+，可知滤液1中含有Na2CrO4、Na2SiO3及过量的碳酸钠，固体1为氧化铁，加入硫酸可使硅酸根离子转化为沉淀，则滤液2中含有Na2Cr2O4、Na2SO4，再与蔗糖、尿素反应后，滤液3的主要溶质为(NH4)2SO4、Na2SO4；

（1）升高温度、增大接触面积、搅拌等均能加快化学反应速率，所以步骤Ⅰ中为了提高反应速率应该采取的措施有适当升温、粉碎铬矿石、搅拌等；

（2）滤液1中含有Na2CrO4、Na2SiO3及过量的碳酸钠，则滤液1中的阴离子除CO32－外，主要还有CrO42－、SiO32－；

（3）Cr2O72－和蔗糖（C12H22O11）的反应中Cr的化合价由+6降为+3，C由0价升高到+4价，根据得失电子守恒：6n(Cr2O72－)=48n(C12H22O11)，则n(Cr2O72－)：n(C12H22O11)=8:1；

（4）为了使Cr3+完全沉淀[此时，c(Cr3+)≤10－5mol·L－1]，根据Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)c3(OH-)=6.4×10－31，c(OH-)=4×10－9mol/L，则c(H+)=10－14/4×10－9=1/4×10－5mol/L，pH=5.6；

（5）滤液3的主要溶质是两种盐，化学式为(NH4)2SO4、Na2SO4；

（6）将NaCrO2溶解后通入CO2得到更为纯净的Cr(OH)3，则NaCrO2溶液与过量CO2反应生成Cr(OH)3和碳酸氢钠，离子方程式为CrO2－+CO2+2H2O=Cr(OH)3↓+HCO3－。

考点：物质的制备实验，物质的分离提纯，溶度积的计算