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【題目】鉻合金有重要的用途,從其廢料中制取鉻的流程如下:

已知: ① Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑,

流程中鉻元素浸出之后至生成Cr(OH)3之間均以自由移動離子狀態(tài)存在于溶液中。

請回答下列問題:

(1)稀硫酸酸浸過程中,提高浸出率的措施有:________________________ (寫一條即可) 。

(2)用純堿調節(jié)濾液pH,得到某弱堿沉淀,若純堿過量,則可能導致的后果是_:_____________。

(3)流程中的副產物可用作可溶性鋇鹽中毒解毒劑的物質的化學式是___________;可用作化肥的物質的化學式是_____________。

(4)加入草酸實現沉淀轉化反應化學方程式為:_______________________________________

(5)流程中利用鋁熱反應冶煉鉻的化學方程式為:_____________________________________。

(6)流程中由濾液生成Cr(OH)3的化學方程式為:_____________________________________。

(7)除已知反應之外,整個流程中涉及的主要氧化還原反應有_____個,分解反應有____個。

【答案】加熱、攪拌、適當提高稀硫酸濃度等(答案合理即可) H2C2O4的消耗量過大(或使Cr2+轉化成沉淀而損耗) Na2SO4 (NH4)2SO4 Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4·2H2O Cr2O3+2AlAl2O3+2Cr 4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O=4Cr(OH)3↓+4(NH4)2SO4 3 1

【解析】

高碳鉻鐵合金粉末加入稀H2SO4浸取,其中Cr、Fe溶解生成CrSO4FeSO4;過濾后用純堿調節(jié)pH使Fe2+轉化成FeOH2沉淀,再加入草酸將FeOH2轉化為FeC2O4·2H2O沉淀而除去;此時濾液中主要含CrSO4Na2SO4,向濾液中通入空氣并加入氨水,濾液中Cr2+轉化成CrOH3沉淀,發(fā)生的反應為4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O4CrOH3↓+4NH42SO4,得到的副產物主要含(NH42SO4、Na2SO4;CrOH3受熱分解成Cr2O3;Cr2O3Al發(fā)生鋁熱反應生成CrAl2O3,據此分析作答。

1)根據外界條件對反應速率的影響可知稀H2SO4酸浸過程中,提高“浸出率”的措施有:加熱、攪拌、適當提高稀H2SO4的濃度等。

2)用純堿調節(jié)濾液pH,使Fe2+轉化成FeOH2沉淀,再加入草酸將FeOH2轉化為FeC2O4·2H2O沉淀而除去。若純堿過量,可能導致的后果是:一方面使Cr2+轉化成沉淀而被消耗,使Cr的產率降低;另一方面使后續(xù)過程中H2C2O4的消耗量過大。

3)除去Fe2+后的濾液中主要溶質為CrSO4Na2SO4,向濾液中通入空氣并加入氨水,濾液中Cr2+轉化成CrOH3沉淀,得到的副產物為(NH42SO4Na2SO4,其中可用作可溶性鋇鹽中毒解毒劑的物質的化學式是Na2SO4,解毒的原理為SO42-+Ba2+=BaSO4↓?捎米骰实奈镔|的化學式是(NH42SO4,(NH42SO4是一種氮肥。

4)加入草酸將FeOH2沉淀轉化為FeC2O4·2H2O,沉淀轉化反應的化學方程式為FeOH2+H2C2O4FeC2O4·2H2O

5AlCr2O3發(fā)生鋁熱反應生成Al2O3Cr,反應的化學方程式為2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr。)濾液中通入空氣、加入氨水CrSO4轉化為CrOH3沉淀,1molCr2+失去1mol電子生成1molCrOH3,1molO2得到4mol電子,根據得失電子守恒、原子守恒,由濾液生成CrOH3的化學方程式為4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O4CrOH3↓+4NH42SO4。

6)除反應①之外,整個流程中涉及的主要氧化還原反應還有:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑、4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O4CrOH3↓+4NH42SO4、2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr,即氧化還原反應有3個;分解反應為2CrOH3Cr2O3+3H2O,即分解反應有1個。

練習冊系列答案
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①將分液漏斗的活塞打開,從U形管的B側管口注入稀硝酸,一直注到____________為止。

②關閉活塞,用酒精燈在U形管的A側加熱,當______時,立即撤去酒精燈。

(3)根據圖Ⅱ裝置的實驗完成下列問題:

①反應在什么情況下可以自動停止?________________________。

可在何處觀察到無色的NO氣體?____________________________________________。

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(2)在量取濃鹽酸時宜選用下列量筒中的________。

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(3)在量取濃鹽酸后,進行了下列操作:

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④用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次,并將洗滌液全部注入容量瓶。

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