Question

【題目】鉻元素及其化合物在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途。以某鉻礦石(主要成分是Cr2O3，含F(xiàn)eO、SiO2等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)Cr2O3的流程如下：

已知：主要反應(yīng)是：2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2

Cr2+H2O2Cr+2H+，Ksp[Cr(OH)3] =6.4×10－31，lg2 = 0.3

（1）Cr(OH)3和Al(OH)3性質(zhì)類似，則Cr(OH)3與KOH反應(yīng)的離子方程式為：_______；

（2）步驟⑤中為了使Cr3+完全沉淀[此時，c(Cr3+)≤10－5mol·L－1]，pH至少調(diào)至_____；

（3）濾液3中的主要溶質(zhì)是兩種鹽，化學(xué)式為_____、________；

（4）CrO3的熱穩(wěn)定性較差，加熱時逐步分解，其固體殘留率隨溫度的變化如圖所示，則B點時剩余Cr的氧化物化學(xué)式為_____________。

Answer 1

【答案】Cr(OH)3+OH－＝CrO2－+2H2O5.6(NH4)2SO4Na2SO4Cr2O3

【解析】

鉻鐵礦（主要成分是Cr2O3，含FeO、SiO2等雜質(zhì)）加入碳酸鈉煅燒，可生成Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3等，加入水浸取，得到固體1為Fe2O3，過濾得濾液1為Na2CrO4、Na2SiO3等，向濾液1中加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH得到沉淀2為H2SiO3，過濾后向濾液中加入蔗糖，用蔗糖還原，得到二氧化碳和含有Na＋、Cr3＋的溶液，再與氨水反應(yīng)，濾液3的主要溶質(zhì)是兩種鹽為（NH4）2SO4、Na2SO4，得到Cr（OH）3沉淀，灼燒據(jù)Cr（OH）3沉淀得到Cr2O3。

（1）Cr(OH)3和Al(OH)3性質(zhì)類似，具有兩性，則Cr(OH)3與KOH反應(yīng)的離子方程式為：Cr(OH)3+OH－＝CrO2－+2H2O；

（2）Cr3＋沉淀完全的濃度為10-5mol·L－1，根據(jù)KSP[Cr（OH）3]=c（Cr3＋）×c3（OH－）=6.4×10-31，可知c（OH－）=4×10-9mol·L－1，則c（H＋）=10-14/4×10-9mol·L－1=1/4×10-5mol·L－1，則pH=-lg(1/4×10-5)=5.6.步驟⑤中為了使Cr3+完全沉淀[此時，c(Cr3+)≤10－5mol·L－1]，pH至少調(diào)至5.6；

（3）濾液3中的主要溶質(zhì)是兩種鹽，化學(xué)式為（NH4）2SO4、Na2SO4；

（4）設(shè)CrO3的質(zhì)量為100g，則CrO3中鉻元素的質(zhì)量為：100g×52/(52+16×3)=52g，B點時固體的質(zhì)量為：100g×76%=76g，Cr的質(zhì)量沒有變，所以生成物中Cr的質(zhì)量為52g，氧元素的質(zhì)量為16，兩者的個數(shù)比為=2：3，所以B點時剩余固體的成分是Cr2O3．