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)，其主要工藝流程如圖：

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___，目的是將溶液pH要調到5使Fe3+、Al3+均完全轉化為Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去。

（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___。

（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) 3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+ 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 重結晶

【解析】

鉻鐵礦（主要成分為FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等雜質），加入過量稀硫酸，固體A為SiO2，溶液B中含有Cr3+、Al3+、Fe2+，在B中加入過氧化氫，可生成Fe3+，調節溶液pH可除去Fe3+、Al3+，生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，即固體D，溶液E含有Cr3+，在溶液E中加入NaBiO3和NaOH，發生氧化還原反應，固體G為Bi（OH）3，溶液F含有Na2CrO4，酸化可得Na2Cr2O7，溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶可得Na2Cr2O72H2O，以此解答該題。

(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，反應之前可先將礦石粉碎；

(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：氫氧化鈉溶液(或NaOH溶液)；

(3)在溶液E中加入NaBiO3和NaOH發生氧化還原反應，固體G為Bi(OH)3，反應的離子方程式為3NaBiO3+2Cr3++7OH-+H2O=3Bi(OH)3+2CrO42-+3Na+；

(4)酸化使CrO42-轉化為Cr2O72-，反應的離子方程式為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。