Question

【題目】某種電鍍污泥中主要含有碲化亞銅(Cu2Te)、三氧化二鉻(Cr2O3)以及少量的金(Au)，可以用于制取Na2Cr2O7溶液、金屬銅、粗碲等，以實現有害廢料的資源化利用，工藝流程如下：

已知：煅燒時Cu2Te發生的反應為Cu2Te＋2O22CuO＋TeO2。

(1)煅燒時Cr2O3發生反應的化學方程式為______________。

(2)為提高酸浸速率，可采用的措施是____________(答出兩條)。

(3)浸出液中除了含有TeOSO4（在電解過程中不反應）外，還可能含有________（填化學式）。電解沉積過程中析出單質銅的電極為_______極。

(4)工業上用鉻酸鈉（Na2Cr2O7）母液生產各酸鉀（K2Cr2O7）工藝流程如下圖所示：

通過冷卻結晶能析出大量K2Cr2O7的原因是____________。

(5)測定產品中K2Cr2O7含量的方法如下：稱取產品試樣2.50g配成250mL溶液，用移液管取出25.00mL于錐形瓶中，加入足量稀硫酸酸化后，再加入幾滴指示劑，用0.1000mol·L-1硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2標準液進行滴定，重復進行二次實驗。（已知Cr2O72-被還原為Cr3+）

①氧化還原滴定過程中的離子方程式為_____________。

②若三次實驗消耗(NH4)2Fe(SO4)2標準液的平均體積為25.00mL，則所得產品中K2Cr2O7的純度為_______﹪（已知M(K2Cr2O7)=294，計算結果保留三位有效數字）。

(6)上述流程中K2Cr2O7發生氧化還原反應后所得溶液中除含有Cr3+外還含有一定濃度的Fe3+雜質，可通過加堿調pH的方法使兩者轉化為沉淀。已知c(Cr3+)為3×10-5 mol·L-1，則當溶液中開始析出Cr(OH)3沉淀時Fe3+是否沉淀完全_________（填“是”或“否”）。[已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31]。

Answer 1

【答案】 2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2 適當增大稀硫酸的濃度、升高溫度、攪拌等 CuSO4(也可答“CuSO4和H2SO4”) 陰 在低溫條件下K2Cr2O7的溶解度在整個體系中最小，且K2Cr2O7的溶解度隨溫度的降低而顯著減小。 Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 49.0 是

【解析】分析：某種電鍍污泥中主要含有碲化亞銅(Cu2Te)、三氧化二鉻(Cr2O3) 以及少量的金(Au)，可以用于制取Na2Cr2O7溶液、金屬銅、粗碲等，根據流程圖，煅燒時Cu2Te發生的反應為Cu2Te＋2O22CuO＋TeO2，Cr2O3與純堿和空氣中的氧氣反應生成Na2CrO4，Na2CrO4酸化后生成Na2Cr2O7溶液；沉渣中主要含有CuO、TeO2以及少量的金(Au)，用稀硫酸溶解后，浸出液中主要含有銅離子和TeOSO4，電解后銅離子放電生成銅，溶液中含有TeOSO4，TeOSO4與二氧化硫發生氧化還原反應生成粗碲。

詳解：(1)根據流程圖，煅燒時Cr2O3與純堿和空氣中的氧氣反應生成Na2CrO4，反應的化學方程式為2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2，故答案為：2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2；

(2)為提高酸浸速率，可采用的措施是適當增大稀硫酸的濃度、升高溫度、攪拌等，故答案為：適當增大稀硫酸的濃度、升高溫度、攪拌等；

(3)根據上述分析，浸出液中除了含有TeOSO4(在電解過程中不反應)外，還可能含有CuSO4。銅離子轉化為銅發生還原反應，電解沉積過程中析出單質銅的電極為陰極，故答案為：CuSO4(也可答“CuSO4和H2SO4”)；陰；

(4)在低溫條件下K2Cr2O7的溶解度在整個體系中最小，且K2Cr2O7的溶解度隨溫度的降低而顯著減小，因此通過冷卻結晶能析出大量K2Cr2O7，故答案為：在低溫條件下K2Cr2O7的溶解度在整個體系中最小，且K2Cr2O7的溶解度隨溫度的降低而顯著減小；

(5)①氧化還原滴定過程中發生硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2與Cr2O72-的反應，其中Cr2O72-被還原為Cr3+的離子方程式為Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O，故答案為：Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O；

②n(Fe2+)=0.025L×0.1000mol·L-1=0.0025mol，根據方程式Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ = 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O，則n(Cr2O72-)=0.0025mol××=mol，則所得產品中K2Cr2O7的純度為×100%=49.0%，故答案為：49.0；

(6) c(Cr3+)為3×10-5 mol·L-1，則當溶液中開始析出Cr(OH)3沉淀時，c(OH-)=mol·L-1=mol·L-1，此時，c(Fe3+)===2×10-12 mol·L-1＜1×10-5 mol·L-1，說明Fe3+沉淀完全，故答案為：是。