Question

電鍍污泥中含有Cr（OH）₃、Al₂O₃、ZnO、CuO、NiO等物質，工業(yè)上通過“中溫焙燒-鉀氧化法”回收K₂Cr₂O₇等物質．

已知：①水浸后溶液中存在K₂CrO₄、KAlO₂、K₂ZnO₂等物質；
②除去濾渣2后，溶液中存在如下反應：2CrO₄^2-+2H⁺═Cr₂O₇^2-+H₂O．
（1）水浸后的溶液呈

 

（填“酸”、“堿”、“中”）性．
（2）完成氧化焙燒過程中生成K₂CrO₄的化學方程式：

 

Cr（OH）₃+

 

 K₂CO₃+

 

 

 

K₂CrO₄+

 

CO₂+

 

．
（3）濾渣2的主要成分有Zn（OH）₂、

 

．
（4）“系列操作”中為：繼續(xù)加入H₂SO₄，

 

冷卻結晶，過濾．繼續(xù)加入H₂SO₄目的是

 

．
（5）工業(yè)上還可以在水浸過濾后的K₂CrO₄溶液中加入適量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

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用,氧化還原反應方程式的配平

專題：實驗設計題,氧化還原反應專題

分析：以含有Cr（OH）₃、Al₂O₃、ZnO、CuO、NiO等物質的電鍍污泥為原料，烘干后加入碳酸鉀和氧氣高溫灼燒發(fā)生反應4Cr（OH）₃+4K₂CO₃+3O₂

高溫  .

4K₂CrO₄+6H₂O+4CO₂，Al₂O₃+K₂CO₃

高溫  .

K₂AlO₃+CO₂↑，ZnO++K₂CO₃

高溫  .

K₂ZnO₂+CO₂↑，水浸后過濾得到濾渣CuO、NiO，濾液為K₂CrO₄，KAlO₂、K₂ZnO₂等，調節(jié)溶液PH沉淀ZnO₂^2-離子和偏鋁酸根離子，過濾得到濾液K₂CrO₄，濾渣2的主要成分有Zn（OH）₂、Al（OH）₃，濾液K₂CrO₄加入硫酸酸化生成重鉻酸鉀溶液，通過提純得到重鉻酸鉀；
（1）從鹽類水解的角度解答；
（2）氧化焙燒過程中有氧氣參加反應，結合質量守恒定律完成方程式；
（3）水浸后溶液中存在K₂CrO₄、KAlO₂、K₂ZnO₂等物質，加入硫酸調節(jié)溶液的pH可得到Zn（OH）₂、Al（OH）₃沉淀；
（4）水浸后溶液中存在K₂CrO₄，加入硫酸發(fā)生CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，從平衡移動的角度分析；
（5）生成鉻的電極發(fā)生還原反應，CrO₄^2-得到電子生成Cr．

解答： 解：（1）水浸后溶液中存在K₂CrO₄、KAlO₂、K₂ZnO₂等都為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，
故答案為：堿；
（2）氧化焙燒過程中有氧氣參加反應，根據(jù)質量守恒可知還應生成水，反應的方程式為4Cr（OH）₃+4K₂CO₃+3O₂=4K₂CrO₄+4CO₂+6H₂O，
故答案為：4Cr（OH）₃+4K₂CO₃+3O₂=4K₂CrO₄+4CO₂+6H₂O；
（3）Zn（OH）₂、Al（OH）₃具有兩性，水浸后溶液中存在K₂CrO₄、KAlO₂、K₂ZnO₂等物質，加入硫酸調節(jié)溶液的pH可得到Zn（OH）₂、Al（OH）₃沉淀，
故答案為：Al（OH）₃；
（4）水浸后溶液中存在K₂CrO₄，加入硫酸發(fā)生CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，加入硫酸可使平衡向正反應方向移動，將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶可得到晶體，
故答案為：蒸發(fā)濃縮；促進平衡CrO₄^2-+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K₂Cr₂O₇；
（5）生成鉻的電極發(fā)生還原反應，CrO₄^2-得到電子生成Cr，反應的電解方程式為CrO₄^2-+8H⁺+6e^-=Cr+4H₂O，
故答案為：CrO₄^2-+8H⁺+6e^-=Cr+4H₂O．

點評：本題考查物質的分離提純的綜合實驗設計，側重于分離、提純方案的設計和操作，題目難度中等，注意把握題給信息和電極方程式的書寫．