Question

铬铁矿的成分主要为FeCr₂O₄，另含有少量Al₂O₃和SiO₂。从铬铁矿中提取铁、铬的化合物，并获得副产物的工艺流程如下：

已知“混熔盐”中含有Na₂CrO₄和NaFeO₂等成分，其中NaFeO₂极易水解。试回答下列问题：

(1)“滤渣1”为红褐色沉淀，其化学式为_________________；通过水浸生成红褐色沉淀的化学方程式为_________________________________。

(2)向滤液①中加H₂SO₄“调“pH”的目的：一是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，离子方程式为___________________________________；二是____________________________。

(3)“煅烧”铬铁矿时，主要成分反应的化学方程式为____________________________。

(4)根据下图溶解度(S)～温度(T)曲线判断，对滤液②进行的最佳“分离”方法为_____________(填序号)。

A.蒸发结晶         B.蒸发浓缩，趁热过滤         C.蒸发浓缩，冷却结晶，过滤

(5)“反应”的离子方程式为____________________________。

(6)Cr(OH)₃溶于盐酸生成配离子[CrCl_n(H₂O)_6-n]^x+。0.0015mol[CrCl_n(H₂O)_6-n]^x+与氢离子交换树脂(HR)完全发生离子交换：[CrCl_n(H₂O)_6-n]^x++xHR→R_x[CrCl_n(H₂O)_6-n] +xH⁺，生成的H⁺可与25.00mL 0.1200mol/L NaOH溶液恰好中和。则该配离子的化学式为__________________。

(7)已知25℃时，Cr(OH)₃的溶度积常数K_sp[Cr(OH)₃]=1.0×10^-32。则使Cr³⁺恰好完全沉淀，即溶液中c(Cr³⁺)=1.0×10^-5mol/L时，应调节pH的最小值a为多少___________?(列式计算)

Answer

Fe(OH)3 NaFeO2+2H2O = NaOH+Fe(OH)3 2 CrO42-+2H＋= Cr2O72-+H2O 使AlO2-、SiO32-转化为沉淀，便于过滤分离 4FeCr2O4+20NaOH+7O28Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O B 3SO2+Cr2O+2H＋===2Cr3＋+3SO42－+H2O [CrCl(H2O)5]2＋ Cr3＋完全沉淀时，c(Cr3＋)＝1. 0×10－5 mol·L-1

c(OH-)＝1.0×10-9 mol·L-1

c(H＋)＝＝1.0×10-5 mol·L-1

pH＝-lg 10－5＝5

【解析】考查化学工艺流程，（1）“滤渣1”为红褐色沉淀，其化学式为Fe(OH)3，混熔盐中含有Na2CrO4和NaFeO2，其中NaFeO2极易水解，因此水浸生成红褐色沉淀的化学方程式为NaFeO2＋2H2O=Fe(OH)3＋NaOH；（2）CrO42－水中存在：2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O，加入硫酸，促进平衡向正反应方向进行，即离子方程式为2CrO42－＋2H＋=Cr2O72－＋H2O，矿石中含有Al2O3和SiO2，与NaOH高温下，生成NaAlO2和Na2SiO3，加入硫酸发生AlO2－＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓，SiO32－＋2H＋=H2SiO3，因此目的二使AlO2－、SiO32－转化为沉淀，便于过滤分离；（3）根据产生得到Na2CrO4和NaFeO2，因此方程式为 4FeCr2O4+20NaOH+7O2 8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O；（4）分离得到Na2SO4，根据图像，操作方法是蒸发浓缩、趁热过滤，故选项B正确；（5）调节pH，得到Cu(OH)3，因此通入SO2的目的是还原Cr2O72－，因此离子方程式为3SO2+Cr2O +2H＋=2Cr3＋+3SO42－+H2O ；（6）根据离子方程式，x==2，该配离子中Cr显＋3价，即n=1，配离子是[CrCl(H2O)5]2＋；（7）Cr3＋完全沉淀时，c(Cr3＋)＝1. 0×10－5 mol·L-1，根据溶度积求出c(OH-)＝1.0×10-9 mol·L-1 ，c(H＋)＝＝1.0×10-5 mol·L-1 ，pH＝-lg 10－5＝5。