Question

從化工廠鉻渣中提取硫酸鈉的工藝如下：

已知：①鉻渣含有Na₂SO₄及少量Cr₂O₇^2-、Fe³⁺；②Fe³⁺、Cr³⁺完全沉淀（c ≤1.0×10^-5 mol·L^-1）時(shí)pH分別為3.6和5。
（1）“微熱”除能加快反應(yīng)速率外，同時(shí)還可以        ，濾渣A為        （填化學(xué)式）。
（2）根據(jù)溶解度（S）∽溫度（T）曲線，操作B的最佳方法為        （填字母序號(hào)）

A．蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾
B．蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過(guò)濾
（3）酸化后Cr₂O₇^2－可被SO₃^2-還原成Cr³⁺，離子方程式為：                       ；酸C為       ，Cr(OH)₃的溶度積常數(shù)Ksp[Cr(OH)₃]＝                  。
（4）根據(jù)2CrO₄^2－＋2H⁺  Cr₂O₇^2－＋H₂O設(shè)計(jì)圖示裝置（均為惰性電極）電解Na₂CrO₄溶液制取Na₂Cr₂O₇，圖中右側(cè)電極連接電源的     極，其電極反應(yīng)式為                     。

Answer 1

（1）促進(jìn)Fe^3＋水解生成Fe(OH)₃而除去；（2分）Fe(OH)₃；（2分）
（2）A（2分）
（3）3SO₃^2-＋Cr₂O₇^2-＋8H^＋＝2Cr^3＋＋3SO₄^2-＋4H₂O；（3分，化學(xué)式和配平錯(cuò)誤0分）
H₂SO₄；（2分）1.0×10^－32 mol⁴·L^-4（2分，不帶單位扣1分）
（4）正極，（2分）4OH^－-4e^－＝O₂↑＋2H₂O（2分）（無(wú)“↑”扣分1分）

解析試題分析：（1）鹽類的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以微熱能促進(jìn)Fe^3＋水解生成Fe(OH)₃而除去；Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃沉淀，所以濾渣A為Fe(OH)₃。
（2）根據(jù)溶解度（S）∽溫度（T）曲線，可以看出溫度較高時(shí)，隨著溫度的升高，Na₂SO₄的溶解度逐漸減小，所以采用蒸發(fā)濃縮，趁熱過(guò)濾的方法，故A項(xiàng)正確。
（3）酸化后Cr₂O₇^2－把SO₃^2-氧化為SO₄²?，所以離子方程式為：3SO₃^2-＋Cr₂O₇^2-＋8H^＋＝2Cr^3＋＋3SO₄^2-＋4H₂O；因?yàn)樽罱K產(chǎn)品為Na₂SO₄，為避免產(chǎn)生雜質(zhì)，酸C為H₂SO₄；恰好完全沉淀時(shí)離子濃度為1.0×10^-5 mol·L^-1，Cr³⁺完全沉淀時(shí)pH為5，c(OH?)= 1.0×10^-9 mol·L^-1，所以Cr(OH)₃的溶度積常數(shù)Ksp[Cr(OH)₃]＝c(Cr³⁺)?c³(OH?)= 1.0×10^-5 mol·L^-1×(1.0×10^-9 mol·L^-1)³=1.0×10^－32 mol⁴·L^-4。
（4）根據(jù)示意圖，圖中右側(cè)Na₂CrO₄轉(zhuǎn)化為Na₂Cr₂O₇，需要H⁺，說(shuō)明右側(cè)電極發(fā)生H₂O電離產(chǎn)生的OH?放電，使H₂O的電離平衡向右移動(dòng)，H⁺增多，所以右側(cè)電極連接電源的正極，電極方程式為：4OH^－-4e^－＝O₂↑＋2H₂O
考點(diǎn)：本題考查化學(xué)工藝流程分析、晶體結(jié)晶、離子方程式的書寫、溶度積常數(shù)的計(jì)算、電解原理及應(yīng)用。