Question

6．鉻酸鉛（PbCrO₄）俗稱鉻黃，不溶于水．廣泛用于涂料、油墨等工業．實驗室模擬工業上用含鉻廢料（含有Cr₂O₃、Fe₂O₃、C、Si等）來制備鉻黃的工藝流程如下：

已知：Cr₂O₃與氧氣不反應，化學性質與氧化鋁類似，溶液2成分之一為NaCrO₂，溶液3成分之一為Na₂CrO₄
（1）粉碎的目的是增加反應物間的接觸面積，加快反應速率
（2）廢渣1的主要成分是SiO₂
（3）已知Fe（OH）₃的Ksp=4×10^-38，則在溶液1殘留的c（Fe³⁺）=4x10^-23mol/L
（4）寫出生成NaCrO₂的離子方程式Cr₂O₃+2OH^-=2CrO₂^-+H₂O
（5）溶液2中加入雙氧水發生反應的離子方程式2OH^-+2CrO₂^-+3H₂O₂=2CrO₄^2-+4H₂O
（6）檢驗鉻黃洗滌干凈的操作方法是取最后洗滌液少量于試管中，滴加硝酸銀溶液，若不出現白色沉淀，則洗滌干凈．

Answer 1

分析 流程分析可知，鉻廢料（主要成分為Cr₂O₃，雜質為Fe₂O₃、Al₂O₃、C、SiO₂）為原料粉碎焙燒除去碳，后在反應器中加入濃鹽酸浸取，因二氧化硅不反應，經過濾可得到廢渣Ⅰ為二氧化硅，溶液1中含有Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺等，加入氫氧化鈉溶液調節pH=9，可除去Fe³⁺、Al³⁺，得到的廢渣2為Al（OH）₃和Fe（OH）₃，在CrO₂^2-溶液2中加入過氧化氫，經氧化可得到CrO₄^2-溶液，然后加入Pb（NO₃）₂溶液，可得到PbCrO₄沉淀，
（1）將鉻污泥粉碎可以增大與鹽酸的接觸面積，有利于提高浸取率；
（2）上述分析可知，濾渣1的主要成分是二氧化硅；
（3）K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）=4×10^-38，溶液PH=9鐵濾渣沉淀完全，據此計算；
（4）Cr₂O₃與氧氣不反應，化學性質與氧化鋁類似，Cr₂O₃ 與強堿溶液反應生成NaCrO₂；
（5）由流程圖可知，加入30%H₂O₂的目的是在堿性條件下將CrO₂^-氧化為CrO₄^2-，同時生成水；
（6）檢驗沉淀是否完全的方法是：取最后一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，無沉淀生成，說明沉淀完全．

解答 解：鉻廢料（主要成分為Cr₂O₃，雜質為Fe₂O₃、Al₂O₃、C、SiO₂）為原料粉碎焙燒除去碳，后在反應器中加入濃鹽酸浸取，因二氧化硅不反應，經過濾可得到廢渣Ⅰ為二氧化硅，溶液1中含有Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺等，加入氫氧化鈉溶液調節pH=9，可除去Fe³⁺、Al³⁺，得到的廢渣2為Al（OH）₃和Fe（OH）₃，在CrO₂^2-溶液2中加入過氧化氫，經氧化可得到CrO₄^2-溶液，然后加入Pb（NO₃）₂溶液，可得到PbCrO₄沉淀，
（1）將鉻污泥粉碎可以增大與鹽酸的接觸面積，加快反應速率，有利于提高浸取率，故答案為：增加反應物間的接觸面積，加快反應速率；
（2）濾渣1的主要成分是二氧化硅，故答案為：SiO₂；
（3）K_sp[Fe（OH）₃]=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）=4×10^-38，調節溶于PH=9，c（OH^-）=10^-5mol/L，則在溶液1殘留的c（Fe³⁺）=$\frac{Ksp}{{c}^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{4×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-5}）^{3}}$=4×10^-23mol/L，
故答案為：4×10^-23mol/L；
（4）Cr₂O₃與氧氣不反應，化學性質與氧化鋁類似，Cr₂O₃ 與強堿溶液反應生成NaCrO₂，反應的離子方程式為：Cr₂O₃+2OH^-=2CrO₂^-+H₂O，
故答案為：Cr₂O₃+2OH^-=2CrO₂^-+H₂O；
（5）由流程圖可知，加入30%H₂O₂的目的是在堿性條件下將CrO₂^-氧化為CrO₄^2-，同時生成水，反應離子方程式為3H₂O₂+2CrO₂^-+2OH^-=2CrO₄^2-+4H₂O；
故答案為：3H₂O₂+2CrO₂^-+2OH^-=2CrO₄^2-+4H₂O；
（6）檢驗鉻黃洗滌干凈的操作方法是：取最后的一次洗滌液，滴加AgNO₃溶液，無沉淀生成，說明沉淀完全；
故答案為：取最后洗滌液少量于試管中，滴加硝酸銀溶液，若不出現白色沉淀，則洗滌干凈．

點評 本題考查物質的分離、提純的綜合應用，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，本題注重溶度積常數的計算、離子的檢驗、氧化還原反應等知識點，難度不大，離子的檢驗是高考的熱點，注意離子方程式的書寫．