Question

【題目】工業上以鉻鐵礦（主要成份為FeO．Cr2O3 ， 還含有Al2O3、SiO2等雜質）為主要原料生產紅礬鈉晶體（Na2Cr2O7 ． 2H2O），其主要工藝流程如圖：

已知：NaBiO3在堿性條件下能將Cr3+氧化為CrO42﹣ ．
（1）固體A為
（2）實驗室中操作①②的名稱為
（3）固體C中含有的物質是Al（ OH）3和Fe（OH）3 ， 則H2 O2的作用是 ．
已知：KsP[Fe（OH）3]=3.0×10﹣39 ， KsP[Al（OH）3]=1×10﹣33 ， 當pH=5.6時Cr（OH）3開始沉淀．室溫下，Ⅱ中需調節溶液pH范圍為（雜質離子濃度小于1×10﹣6mol/L視為沉淀完全）．
（4）寫出Ⅲ中發生反應的離子方程式 ．
（5）Ⅳ中酸化是用硫酸而不用鹽酸酸化，理由是（結合化學方程式回答）；工業上也可設計如圖示裝置，用鋰離子電池（LixC+Li1﹣xCoO2 C+LioO2 ， LixC為難電離鋰碳化合物）為電源，電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 ， 該裝置工作時E電極的名稱是極；電源的A極的電極反應式為 ． 當電解過程中轉移了0.5mol電子時，理論上右側溶液的質量減少 g．

Answer 1

【答案】
（1）SiO2
（2）過濾
（3）氧化Fe2+ ， 使鐵元素完全轉化成沉淀而除去；5.0＜pH＜5.6
（4）3NaBiO3+2Cr3++7OH﹣+H2O=2CrO42﹣+3Na++3Bi（OH）3
（5）2CrO42﹣+16H++6Cl﹣=2Cr3++3Cl2↑+8H2O；陽；LixC﹣xe﹣=C+xLi+；15.5
【解析】解：（1）根據以上分析，固體A為SiO2 ， 所以答案是：SiO2；（2）根據以上分析，實驗室中操作①②的名稱為過濾，所以答案是：過濾；（3）固體C中含有的物質是Al（ OH）3和Fe（OH）3 ， 則H2 02的作用是氧化Fe2+ ， 使鐵元素完全轉化成沉淀而除去；
當pH=5.6時Cr（OH）3開始沉淀，室溫下，除去Cr3+溶液中的Fe3+、Al3+ ， 氫氧化鋁完全變成沉淀時的pH：Ksp[Al（OH）3]=1×10﹣33=c（Al3+）×c3（OH﹣），c（Al3+）=1×10﹣6molL﹣1 ， 解得：c（OH﹣）=1×10﹣9molL﹣1 ， c（H+）=1×10﹣5molL﹣1pH=5，同理Fe（OH）3完全變成沉淀時，pH約為3.5，故pH范圍是：5.0＜pH＜5.6；所以答案是：氧化Fe2+ ， 使鐵元素完全轉化成沉淀而除去；5.0＜pH＜5.6；（4）在溶液D中加入NaBiO3和NaOH，發生氧化還原反應，生成Bi（OH）3和CrO42﹣ ， 所以Ⅲ中發生反應的離子方程式為3NaBiO3+2Cr3++7OH﹣+H2O=2CrO42﹣+3Na++3Bi（OH）3 ，
所以答案是：3NaBiO3+2Cr3++7OH﹣+H2O=2CrO42﹣+3Na++3Bi（OH）3；（5）Ⅳ中酸化是用硫酸而不用鹽酸酸化，原因為CrO42﹣會氧化鹽酸中的氯離子，反應離子方程式為：2CrO42﹣+16H++6Cl﹣=2Cr3++3Cl2↑+8H2O；
電解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7 ， 則E電極發生2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O，說明E電極生成氫離子，電極反應為氫氧根失電子發生氧化反應，所以該裝置工作時E電極的名稱是陽極，B極為正極，A極為負極，電極反應式為LixC﹣xe﹣=C+xLi+；當電解過程中轉移了0.5mol電子時，則右側反應消耗0.5mol氫氧根離子，放出 mol氧氣，右側移動到左側的鈉離子也為0.5mol，所以理論上右側溶液的質量減少 mol×32g/mol+0.5mol×23g/mol=15.5g，
所以答案是：2CrO42﹣+16H++6Cl﹣=2Cr3++3Cl2↑+8H2O；陽；LixC﹣xe﹣=C+xLi+；15.5．