Question

【題目】利用熔融堿焙燒工藝可從鋁熱法生產金屬鉻的鉻渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出鉻和鋁，為實現鉻和鋁的再生利用。其工作流程如下：

（1）鋁熱法冶煉金屬鉻，是利用了金屬鋁的__________（填“氧化性”或“還原性”）。

（2）溶液1中的陰離子有CrO42-、______、_______。

（3）過程I，在Cr2O3參與的反應中，若生成0.4molCrO42-，消耗氧化劑的物質的量是_______。

（4）通入CO2調節溶液pH實現物質的分離。

①濾渣A煅燒得到Al2O3，再用電解法冶煉Al。冶煉Al的化學方程式是____________________。

②濾渣B受熱分解所得物質可以循環利用，B是__________。

③已知：2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O K=4.0×1014濾液3中Cr2O72-的濃度是0.04mol/L，則CrO42-的濃度是__________mol/L。

（5）過程II的目的是得到K2Cr2O7粗品。下表是不同溫度下化合物的溶解度（g/100gH2O）

化合物名稱	0℃	20℃	40℃	60℃	80℃
NaCl	35.7	36.0	36.6	373	38.4
KCl	28.0	34.2	40.1	45.8	51.3
K2Cr2O7	4.7	12.3	26.3	45.6	73.0
Na2Cr2O7	163	183	215	269	376

結合表中數據分析，過程II的操作是：向濾液③中加入稀鹽酸和KCl固體后，_____________，過濾，得到K2Cr2O7粗品。

Answer 1

【答案】還原性 AlO2- OH- 0.3mol 2Al2O3（熔融）3O2↑+4Al NaHCO3 0.01 蒸發濃縮、降溫結晶

【解析】

利用熔融堿焙燒工藝可從鋁熱法生產金屬鉻所得鉻渣（Al、Al2O3、Cr2O3等）中浸出鉻和鋁，鉻渣加入熔融NaOH、空氣，降溫水浸，鋁、氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，Cr2O3溶解得到CrO42-，得到溶液Ⅰ中含有CrO42-、AlO2-、OH-，通入二氧化碳調節溶液pH=9沉淀鋁離子生成氫氧化鋁沉淀，濾渣A為氫氧化鋁，濾液2繼續通入二氧化碳調節溶液pH=6過濾得到，濾渣B為碳酸氫鈉晶體，濾液3含Cr2O72-、CrO42-等，過程Ⅱ的目的是得到K2Cr2O7粗品，粗品再重結晶可制得純凈的K2Cr2O7，

(1)鋁熱反應中鋁失電子作還原劑。
(2)鋁、氧化鋁溶解生成偏鋁酸鈉，Cr2O3溶解得到CrO42-，得到溶液Ⅰ中含有CrO42-、AlO2-、OH-。
(3)在Cr2O3參與的反應中，若生成0.4mol CrO42-，反應的離子方程式為：2Cr2O3+8OH-+3O2=4CrO42-+4H2O，據此計算，反應的氧化劑氧氣物質的量為0.3mol；
(4)①電解熔融氧化鋁生成鋁和氧氣，化學方程式為2Al2O3（熔融）3O2↑+4Al。
②濾渣B受熱分解所得物質可以循環利用是碳酸氫鈉分解生成的碳酸鈉，B為碳酸氫鈉晶體。
③已知：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O K=4.0×1014，濾液3中Cr2O72-的濃度是0.04mol/L，K=，氫離子濃度c（H+）=10-6mol/L，CrO42-的濃度=，經計算得c = 。
（5）過程Ⅱ得到K2Cr2O7粗品是溶液中得到溶質固體，利用物質溶解度分析，K2Cr2O7溶解度比Na2Cr2O7 小，加入氯化鉀和稀鹽酸蒸發濃縮、降溫結晶得到晶體。