Question

一种提取硫酸钠的化工流程如下图所示：

已知：

①铬渣含有Na₂S0₄及少量Cr₂O₇^2-、Fe³⁺；②Fe³⁺、Cr³⁺恰好完全沉淀（c＝1.0×10^-5mol/L）时pH分别为3.6 和5。

(1)滤渣A为_______(填化学式)。

(2)根据下图溶解度(S)-温度(T)曲线，操作B的最佳方法为_________(填字母序号)。

a．蒸发浓缩，趁热过滤     b．蒸发浓缩，降温结晶，过滤

(3)酸化后Cr₂O₇^2-可被SO₃^2-还原成Cr³⁺，离子方程式为____________；酸C为______________，Cr(OH)₃的溶度积常数Ksp[Cr(OH)₃]=______________，

(4)根据反应2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O 设如图所示装置（均为惰性电极）电解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，图中右侧电极连接电源的____________极，其电极反应式为____________，通过2mol电子，生成Cr₂O₇^2-的物质的量是__________________。

Answer

Fe(OH)3 a 3SO32-＋Cr2O72-＋8H+=2Cr3+＋3SO42-＋4H2O H2SO4 1.0×10-32 正 4OH－-4e－=O2↑＋2H2O 1mol

【解析】本题考查化学工艺流程，（1）因为调节pH到3.6，此时Fe3＋以氢氧化铁形式完全沉淀，因此滤渣A为Fe(OH)3；（2）流程的目的是提取Na2SO4，根据溶解度－温度曲线，Na2SO4的溶解度随着温度升高而降低，因此采用蒸发浓缩，趁热过滤，得到Na2SO4，即最佳方法是选项a；（3）Cr2O72－中Cr的化合价由＋6价→＋3价，化合价共降低3×2=6价，SO32－中S的价态由＋4价→＋6价，化合价升高2价，最小公倍数为6，因此离子反应方程式为3SO32－＋Cr2O72－＋8H＋=2Cr3＋＋3SO42－＋4H2O ；因为Cr2O72－具有强氧化性，能盐酸氧化成氯气，以及硝酸具有挥发性，因此酸化Cr2O72－所用的酸是H2SO4；Cr3＋完全转化成沉淀，pH=5，即溶液中c(OH－)=10－9mol·L－1，Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3＋)×c3(OH－)=10－5×(10－9)3=10－32；（4）Cr的化合价没有发生变化，根据所示的电解装置图，左侧加入稀氢氧化钠溶液，出来的是浓氢氧化钠溶液，此电极上产生OH－，得到H2，即此极为阴极，右侧为阳极，接电源的正极，其电极反应式为4OH－－4e－=O2↑＋2H2O；2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，通过2mol电子，产生2molH＋，即生成Cr2O72－的物质的量为1mol。

点睛：本题易错点是氧化还原反应方程式的书写，根据题干Cr2O72－作氧化剂，SO32－作还原剂，离子反应式为Cr2O72－＋SO32－→Cr3＋＋SO42－，Cr2O72－中Cr的化合价由＋6价→＋3价，化合价共降低3×2=6价，SO32－中S的价态由＋4价→＋6价，化合价升高2价，最小公倍数为6，有Cr2O72－＋3SO32－→2Cr3＋＋3SO42－，环境是酸性环境，为了使前后所带电荷数守恒以及原子守恒，离子反应方程式有：3SO32－＋Cr2O72－＋8H＋=2Cr3＋＋3SO42－＋4H2O 。