Question

【題目】利用含鉻廢料(主要含 Cr2O3，還含有 FeO、SiO2、Al2O3 等雜質(zhì))制備重鉻酸鈉，實(shí)現(xiàn)清潔化工生產(chǎn)，工藝流程如圖：

回答下列問題：

(1)焙燒 Cr2O3 轉(zhuǎn)化為Na2CrO4 的化學(xué)反應(yīng)方程式是_____；

(2)實(shí)驗(yàn)室模擬此工業(yè)流程①，控制反應(yīng)溫度 60℃的方法是_____；

(3)流程②用石墨做電極電解 Na2CrO4 溶液，制備Na2Cr2O7，其原理如圖所示，a 是_____極；電極Ⅱ的電極反應(yīng)式是_____；當(dāng)生成 2mol Na2Cr2O7時(shí)，電路中轉(zhuǎn)移的電子_____mol；

(4)由下圖和下表中的溶解度變化，流程③制備 K2Cr2O7，應(yīng)先充分加熱，然后_____反應(yīng)才能順利進(jìn)行；

重鉻酸鈉的溶解度表：

溫度℃	10	20	40	60	80	100
溶解度%	61.6	62.8	65.1	71.8	78.7	81.1

(5)為進(jìn)一步減少制得的 K2Cr2O7 晶體中 NaCl 等雜質(zhì)，應(yīng)再進(jìn)行_____操作；

(6)流程④Na2Cr2O7 溶液與乙醇反應(yīng)，乙醇可能被氧化為_____(寫一種即可)。

Answer 1

【答案】2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2 水浴加熱 負(fù)極 4OH-―4e-＝2H2O＋O2↑或2H2O－4e-=O2↑+4H+ 4 冷卻結(jié)晶（降低溫度） 重結(jié)晶 乙醛(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、二氧化碳(CO2)等

【解析】

利用含鉻廢料(主要含 Cr2O3，還含有 FeO、SiO2、Al2O3 等雜質(zhì))制備重鉻酸鈉。將鉻鐵礦和碳酸鈉、空氣混合焙燒，發(fā)生反應(yīng)得到Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3等和CO2，然后在60℃時(shí)調(diào)節(jié)溶液的pH=6.5，用鹽酸浸取后過濾，得到的濾渣中主要含有硅酸、氫氧化鐵、氫氧化鋁等，濾液中含有Na2CrO4和NaCl，然后用石墨做電極電解 Na2CrO4 溶液，制備Na2Cr2O7，在Na2Cr2O7溶液中加入氯化鉀固體可以制得K2Cr2O7，在Na2Cr2O7溶液中加入稀硫酸和乙醇，可以制得Na Cr(SO4)2，據(jù)此分析解答。

(1)Cr2O3 與碳酸鈉在空氣中焙燒反應(yīng)生成Na2CrO4 的化學(xué)反應(yīng)方程式為2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2，故答案為：2Cr2O3+4Na2CO3+3O2 4Na2CrO4+4CO2；

(2)可以采用水浴加熱的方法，控制反應(yīng)溫度 60℃，故答案為：水浴加熱；

(3)Na2CrO4 溶液中存在2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，用圖示裝置(均為石墨電極)電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，需要通過電解生成H+提高溶液的酸性，說明該電極(電極Ⅱ)是陽極，連接電源的正極，即b為正極，則a為負(fù)極；電極Ⅱ?yàn)殛枠O，溶液中氫氧根離子失電子生成氧氣，電極反應(yīng)式為4OH--4e-=2H2O+O2↑或2H2O－4e-=O2↑+4H+；由CrO42-+2H +=Cr2O72-+H2O可知，每生成2molNa2Cr2O7時(shí)，理論上II電極生成4molH+，根據(jù)陽極反應(yīng)式4OH--4e-=2H2O+O2↑可知，每生成4molH+，轉(zhuǎn)移4mol電子，故答案為：負(fù)極；4OH-―4e-＝2H2O＋O2↑或2H2O－4e-=O2↑+4H+；4；

(4) 根據(jù)溶解度曲線和重鉻酸鈉的溶解度表可知，K2Cr2O7的溶解度隨溫度的變化較大，而Na2Cr2O7的溶解度受溫度的影響不大，且溫度較低是由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7，因此流程③中向Na2Cr2O7溶液中加入適量KCl，充分加熱，蒸發(fā)濃縮至表面出現(xiàn)晶膜，然后冷卻結(jié)晶，析出K2Cr2O7固體，反應(yīng)才能順利進(jìn)行，故答案為：冷卻結(jié)晶(降低溫度)；

(5) 根據(jù)溶解度曲線，K2Cr2O7的溶解度隨溫度的變化較大，而氯化鈉的溶解度受溫度的影響不大，為進(jìn)一步減少制得的 K2Cr2O7 晶體中 NaCl 等雜質(zhì)，需要對(duì)K2Cr2O7 晶體進(jìn)行重結(jié)晶操作，進(jìn)一步分離提純，故答案為：重結(jié)晶；

(6) Na2Cr2O7 溶液具有強(qiáng)氧化性，Na2Cr2O7 溶液與乙醇反應(yīng)，乙醇可能被氧化為乙醛(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、甚至可以氧化生成二氧化碳和水，故答案為：乙醛(CH3CHO)、乙酸(CH3COOH)、二氧化碳2)等。