Question

【題目】以鉻鐵礦(主要成分為FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等雜質)為主要原料生產化工原料紅礬鈉(主要成分Na2Cr2O7·2H2O)，其主要工藝流程如下：

查閱資料得知:

ⅰ．常溫下，NaBiO3不溶于水，有強氧化性，在堿性條件下，能將Cr3+轉化為CrO42－。

ⅱ．

金屬離子	Fe3+	Al3+	Cr3+	Fe2+	Bi3+
開始沉淀的pH	2.7	3.4	5.0	7.5	0.7
沉淀完全的pH	3.7	4.9	5.9	9.7	4.5

回答下列問題：

（1）反應之前先將礦石粉碎的目的是__________________。

（2）步驟③加的試劑為_____________，此時溶液pH要調到5的目的_______________ 。

（3）寫出反應④的離子反應方程式______________________。

（4）⑤中酸化是使CrO42－轉化為Cr2O72－，寫出該反應的離子方程式_________________。

（5）將溶液H經過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥即得紅礬鈉粗晶體，精制紅礬鈉則對粗晶體需要采用的操作是__________________(填操作名稱)。

Answer 1

【答案】增大反應物的接觸面積，加快反應速率，提高鉻鐵礦的浸取率 氫氧化鈉溶液或NaOH溶液 使Fe3+、Al3+均完全轉化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去 3NaBiO3+2Cr3++7OH－+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42－+3Na+ CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O 重結晶

【解析】

鉻鐵礦加入過量的硫酸，反應生成硫酸亞鐵和硫酸鉻、硫酸鋁，二氧化硅不溶于硫酸，所以固體A為二氧化硅，溶液B中加入過氧化氫，將亞鐵離子氧化成鐵離子，加入堿調節pH使鐵離子和鋁離子沉淀，根據表格數據分析，控制pH到5，固體D為氫氧化鐵和氫氧化鋁，溶液E中加入鉍酸鈉和少量氫氧化鈉溶液，反應生成Na2CrO4，酸化將其變成重鉻酸鈉，最后重結晶得到紅礬鈉，據此解答。

(1) 為了增大反應物的接觸面積，加快反應速率，提高鉻鐵礦的浸取率，反應之前先將礦石粉碎，

故答案為：增大反應物的接觸面積，加快反應速率，提高鉻鐵礦的浸取率；

(2) 根據表格數據分析，步驟③加的試劑為氫氧化鈉溶液或NaOH溶液；此時溶液pH要調到5的目的使Fe3+、Al3+均完全轉化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去，而鉻離子不沉淀；

故答案為：NaOH溶液；使Fe3+、Al3+均完全轉化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去；

(3) 反應④中鉍酸鈉將硫酸鉻氧化生成鉻酸鈉同時生成氫氧化鉍，離子反應方程式為 3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+，

故答案為：3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+；

(4) ⑤中酸化是使CrO42－轉化為Cr2O72－，離子方程式2CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O，

故答案為：2CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O；

(5) 將溶液H經過蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥即得紅礬鈉粗晶體，此操作為重結晶，

故答案為：重結晶。