Question

電鍍污泥中含有Cr(OH)₃、Al₂O₃、ZnO、CuO、NiO等物質，工業上通過“中溫焙燒—鈉氧化法”回收Na₂Cr₂O₇等物質。

已知：水浸后溶液中存在Na₂CrO₄、NaAlO₂[也可表示為NaAl(OH)₄]、Na₂ZnO₂等物質。
（1）水浸后回收Cu、Ni時的操作是      。水浸后的溶液呈           性（“酸”、“堿”、“中”）
（2）完成氧化焙燒過程中生成Na₂CrO₄的化學方程式
  Cr(OH)₃ +    Na₂CO₃ +    O₂   Na₂CrO₄ +     CO₂    +  H₂O
（3）濾渣II的主要成分有Zn(OH)₂、          。
（4）已知：①除去濾渣II后，溶液中存在如下反應：CrO₄^2—+ 2H⁺Cr₂O₇^2—+ H₂O；②Na₂Cr₂O₇、Na₂CrO₄在不同溫度下的溶解度如下表

化學式	20℃	60℃	100℃
Na2SO4	19.5	45.3	42.5
Na2Cr2O7	183	269	415
Na2CrO4	84	115	126

 
“系列操作”中為：繼續加入H₂SO₄，           冷卻結晶，過濾。繼續加入H₂SO₄目的是__________________________________________________。
（5）工業上還可以在水浸過濾后的溶液（Na₂CrO₄）加入適量H₂SO₄，用石墨做電極電解生產金屬鉻，寫出生成鉻的電極反應方程式                            。

Answer 1

（16分）
（1）過濾(2分)；堿性  (2分) ；
（2）4Cr(OH)₃ + 4Na₂CO₃ +3O₂4Na₂CrO₄ +4CO₂ +6H₂O  (3分)；
（3）Al(OH)₃ ( 2分)；
（4）蒸發、濃縮 (2分) ；促進平衡2CrO₄^2—+ 2H⁺Cr₂O₇^2—+ H₂O 向正反應方向移動，盡可能生成更多溶解度更大的Na₂CrO₇ (2分)；
（5）CrO₄^2— + 8H⁺+ 6e^—="Cr+" 4H₂O (3分)

解析試題分析：（1）Cu、Ni等金屬不溶于水，過濾即可得固體；CO₃^2-、AlO₂^-、ZnO₂^2-等水解顯堿性；（2）氧化還原反應方程式的配平，鉻升三價，O₂降四價，易配平，見答案所示；（3）Zn(OH)₂、Al(OH)₃均是兩性氫氧化物，能生成Zn(OH)₂另外就是Al(OH)₃鉻的鈉鹽此時不沉淀；（4）結合題給已知信息加H₂SO₄會轉為為Na₂Cr₂O₇，又結合溶解度變化特點，要得到Na₂Cr₂O₇需要蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾即可；繼續加硫酸的作用是促進平衡2CrO₄^2—+ 2H⁺Cr₂O₇^2—+ H₂O 向正反應方向移動，盡可能生成更多溶解度更大的Na₂CrO₇；(5) 根據鉻由+6價變為0價，需要得到6e^-，配電荷和物質即可得：CrO₄^2— + 8H⁺+ 6e^—="Cr+" 4H₂O
考點：考查化學工藝流程的分析，具體涉及考點有：分離提純的操作、溶液酸堿性的判斷、氧化還原反應方程式的配平、得到產品的操作及原因解釋、電解的電極反應式的書寫。