Question

【題目】利用熔融堿焙燒工藝可從鋁熱法生產(chǎn)金屬鉻所得鉻渣(Al、Al2O3、Cr2O3等)中浸出鉻和鋁，實(shí)現(xiàn)鉻和鋁的再生利用。其工作流程如下：

(1)鋁熱法冶煉金屬鉻，是利用了金屬鋁的______(填“氧化性”或“還原性”)。

(2)溶液1中的主要的陰離子有CrO42-、_____(填離子符號)。

(3)過程I，在Cr2O3參與的反應(yīng)中，若生成0.4 molCrO42-,消耗氧化劑的物質(zhì)的量是_______。

(4)通入CO2調(diào)節(jié)溶液pH實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離。

①濾渣A煅燒得到Al2O3，再用電解法冶煉Al。冶煉Al的化學(xué)方程式是_______。

②濾渣B受熱分解所得物質(zhì)可以循環(huán)利用，B是________(填化學(xué)式)。

③已知：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O K=4.0×1014

濾液3中Cr2O72-的濃度是0.04 mol/L，則CrO42-的濃度是_____mol/L。

(5)過程II的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重結(jié)晶可制得純凈的K2Cr2O7。

不同溫度下化合物的溶解度(g/100gH2O)

結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析，過程II得到K2Cr2O7粗品的操作是：______，過濾得到K2Cr2O7粗品。

Answer 1

【答案】 還原性 AlO2-、OH- 0.3 mol 2Al2O3(熔融) 3O2 ↑+ 4Al NaHCO3 0.01 向?yàn)V液③中加入濃硫酸和KCl固體后，蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶

【解析】利用熔融堿焙燒工藝可從鋁熱法生產(chǎn)金屬鉻所得鉻渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出鉻和鋁，鉻渣加入熔融NaOH、空氣，降溫水浸，鋁、氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，Cr2O3溶解得到CrO42-，得到溶液Ⅰ中含有CrO42-、AlO2-、OH-，通入二氧化碳調(diào)節(jié)溶液pH=9沉淀鋁離子生成氫氧化鋁沉淀，濾渣A為氫氧化鋁，濾液2繼續(xù)通入二氧化碳調(diào)節(jié)溶液pH=6過濾得到，濾渣B為碳酸氫鈉晶體，濾液3含Cr2O72-、CrO42-等，過程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重結(jié)晶可制得純凈的K2Cr2O7，據(jù)此解答。

（1）鋁熱法冶煉金屬鉻，鋁元素化合價(jià)由0價(jià)變化為+3價(jià)，失去電子被氧化，是利用了金屬鋁的還原性；

（2）鉻渣加入熔融NaOH、空氣，降溫水浸，鋁、氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，Cr2O3溶解得到CrO42-，因此得到的溶液Ⅰ中含有CrO42-、AlO2-、OH-；

（3）在Cr2O3參與的反應(yīng)中，反應(yīng)的離子方程式為：2Cr2O3+8OH-+3O2=4CrO42-+4H2O，若生成0.4molCrO42-，反應(yīng)的氧化劑氧氣物質(zhì)的量為0.3mol；

（4）①濾渣A煅燒得到Al2O3，再用電解法冶煉Al，冶煉Al的化學(xué)方程式是2Al2O3(熔融)3O2↑+4Al；

②濾渣B為碳酸氫鈉，受熱分解所得物質(zhì)碳酸鈉可以循環(huán)利用，因此B是NaHCO3；

③已知2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，K=4.0×1014，濾液3中Cr2O72-的濃度是0.04mol/L，K=c(Cr2O72-)/[c2(CrO42)·c2(H+)]，氫離子濃度為10-6mol/L，因此CrO42-的濃度為mol/L＝0.01mol/L；

（5）過程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重結(jié)晶可制得純凈的K2Cr2O7，根據(jù)物質(zhì)的溶解度與溫度的關(guān)系可知過程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品的操作是：向?yàn)V液③中加入濃硫酸和KCl固體后，蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶。