Question

【題目】三氧化二鉻可用作搪瓷、陶瓷、人造革、建筑材料的著色劑。由高碳鉻鐵合金（含Cr、Fe及C）制備三氧化二鉻的工藝流程如下：

已知：Cr(OH)3是兩性氫氧化物，草酸亞鐵為微溶物。

回答下列問題：

（1）步驟Ⅰ浸取時(shí)，為提高浸取速率，除將高碳鉻鐵合金制成粉末外，還可采取的措施是__________________________（寫一點(diǎn)）；浸取鉻時(shí)反應(yīng)的離子方程式為_______________。

（2）步驟Ⅱ濾渣返回再次浸取的目的是_____________________________________________。

（3）步驟Ⅲ除鐵時(shí)，溶液的pH對鐵的去除率影響如圖1所示：

圖1 圖2

pH小于2.3時(shí)，鐵去除率低，其原因是_______________________________________。

（4）步驟Ⅳ能說明沉淀已洗滌干凈的操作是________________________________________。

（5）步驟Ⅴ沉鉻時(shí)，生成Cr(OH)3的化學(xué)方程式為_____________________________；沉鉻時(shí)，溶液pH與鉻的回收率關(guān)系如圖2所示，當(dāng)pH＞8.5時(shí)，pH越大，鉻的回收率越低，其可能原因是____________________________________________。

Answer 1

【答案】 適當(dāng)提高硫酸的濃度或適當(dāng)提高浸取液溫度或攪拌 2Cr+6H+ ===2Cr3++3H2↑ 提高鉻的浸取率 H2C2O4電離出的C2O42- 濃度低，不利于FeC2O4·2H2O生成 向最后一次洗滌液中滴入BaCl2溶液，無白色沉淀 Cr2(SO4)3+6NH4HCO3 ===2Cr(OH)3↓+3(NH4)2SO4+6CO2↑ Cr(OH)3 可溶于強(qiáng)堿性的溶液中

【解析】（1）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的外因，由于固液反應(yīng)不考慮壓強(qiáng)，所以可考慮濃度、溫度及接觸面積等，如適當(dāng)提高硫酸的濃度或適當(dāng)提高浸取液溫度或攪拌等；依據(jù)整個(gè)流程信息可得，鉻浸取后生成三價(jià)鉻的化合物，故鉻應(yīng)該是較活潑金屬，與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鉻和氫氣，離子方程式為：2Cr+6H+ =2Cr3++3H2↑。

（2）步驟Ⅱ?yàn)V渣返回再次浸取，可使其中的有效成分Cr元素被充分浸取，提高鉻的浸取率。

（3）步驟Ⅲ除鐵時(shí)，發(fā)生反應(yīng)為：Fe2+ +C2O42- +2H2OFeC2O4·2H2O，草酸是弱酸，H2C2O4H++HC2O4-，HC2O4-H++ C2O42-，pH越小，溶液中H+濃度越大，抑制其電離，C2O42- 濃度小，不利于沉鐵反應(yīng)平衡右移。

（4）浸取劑使用的是稀硫酸，若要檢驗(yàn)步驟Ⅳ的沉淀是否已洗滌干凈，可以檢驗(yàn)SO42-，向最后一次洗滌液中滴入BaCl2溶液，若無白色沉淀，則說明沉淀已洗滌干凈。

（5）分析流程可得，沉鉻之前為Cr2(SO4)3溶液，加入NH4HCO3沉鉻，除生成Cr(OH)3外，還有硫酸銨和CO2生成，化學(xué)方程式為：Cr2(SO4)3+6NH4HCO3=2Cr(OH)3↓+3(NH4)2SO4+6CO2↑；由已知Cr(OH)3是兩性氫氧化物，如圖2所示，當(dāng)pH＞8.5時(shí)，pH越大，鉻的回收率越低，是因?yàn)?/span>Cr(OH)3可溶于強(qiáng)堿性的溶液中。