Question

鉻酸鉛（PbCrO₄）俗稱(chēng)鉻黃，不溶于水．廣泛用于涂料、油墨、漆布、塑料和文教用品等工業(yè)．實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上用鉻污泥（含有Cr₂O₃、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等）制備鉻黃的工藝流程如下：

（1）將鉻污泥粉碎的目的是

 

．
（2）廢渣的主要成分是Al（OH）₃和Fe（OH）₃．已知25℃時(shí)，Al（OH）₃的K_sp=1.3×10^-33，則該溫度下反應(yīng)Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺的平衡常數(shù)為

 

．
（3）寫(xiě)出加入30%H₂O₂過(guò)程中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式：

 

．
（4）加入Pb（NO₃）₂沉淀CrO₄^2-時(shí)，檢驗(yàn)沉淀是否完全的方法是

 

．
（5）在廢液中加入10%明礬溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

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Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：流程分析可知，鉻污泥（主要成分為Cr₂O₃，雜質(zhì)為Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂）為原料粉碎后在反應(yīng)器中加入濃鹽酸浸取，因二氧化硅不反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾可得到廢渣為二氧化硅，溶液a中含有Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺等，加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH8.5～9.5，可除去Fe³⁺、Al³⁺，得到的廢渣為Al（OH）₃和Fe（OH）₃，在CrO₂^2-溶液中加入過(guò)氧化氫，經(jīng)氧化可得到CrO₄^2-溶液，然后加入Pb（NO₃）₂溶液，可得到PbCrO₄沉淀，過(guò)濾后廢液中含有Pb（NO₃）₂，加入明礬可得到硫酸鉛．
（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）K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）?c³（OH^-），水解平衡常數(shù)K_h=

c3(H+)

c(Al3+)

，故K_sp[Al（OH）₃]?K_h=（k_w）³，據(jù)此計(jì)算；
（3）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(shí)生成水；
（4）檢驗(yàn)沉淀是否完全的方法是：靜置分層后，取上層清液，繼續(xù)滴加Pb（NO₃）₂溶液，無(wú)沉淀生成，說(shuō)明沉淀完全；
（5）由流程圖可知，由加入的Pb（NO₃）₂溶液是過(guò)量的，故廢液中含有Pb（NO₃）₂，廢液中加入10%明礬溶液目的是將Pb²⁺轉(zhuǎn)化為PbSO₄沉淀．

解答： 解：流程分析可知，鉻污泥（主要成分為Cr₂O₃，雜質(zhì)為Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂）為原料粉碎后在反應(yīng)器中加入濃鹽酸浸取，因二氧化硅不反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾可得到廢渣為二氧化硅，溶液a中含有Fe³⁺、Al³⁺、Cr³⁺等，加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH8.5～9.5，可除去Fe³⁺、Al³⁺，得到的廢渣為Al（OH）₃和Fe（OH）₃，在CrO₂^2-溶液中加入過(guò)氧化氫，經(jīng)氧化可得到CrO₄^2-溶液，然后加入Pb（NO₃）₂溶液，可得到PbCrO₄沉淀，過(guò)濾后廢液中含有Pb（NO₃）₂，加入明礬可得到硫酸鉛，
（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；
故答案為：增大接觸面積，提高浸取率；
（2）K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）?c³（OH^-）=1.3×10^-33，水解平衡常數(shù)K_h=

c3(H+)

c(Al3+)

，故K_sp[Al（OH）₃]?K_h=（k_w）³=（10^-14）³=10^-42，所以K_h=

10-42

1.3×10-33

=7.7×10^-10；
故答案為：7.7×10^-10；
（3）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(shí)生成水，反應(yīng)離子方程式為3H₂O₂+2CrO₂^-+2OH^-=2CrO₄^2-+4H₂O；
故答案為：3H₂O₂+2CrO₂^-+2OH^-=2CrO₄^2-+4H₂O；
（4）檢驗(yàn)沉淀是否完全的方法是：靜置分層后，取上層清液，繼續(xù)滴加Pb（NO₃）₂溶液，無(wú)沉淀生成，說(shuō)明沉淀完全；
故答案為：靜置分層后，取上層清液，繼續(xù)滴加Pb（NO₃）₂溶液，無(wú)沉淀生成，說(shuō)明沉淀完全；
（5）廢液中含有Pb（NO₃）₂，廢液中加入10%明礬溶液目的是將Pb²⁺轉(zhuǎn)化為PbSO₄沉淀，反應(yīng)方程式為2Pb（NO₃）₂+KAl（SO₄）₂=2PbSO₄↓+KNO₃+Al（NO₃）₃；
故答案為：2Pb（NO₃）₂+KAl（SO₄）₂=2PbSO₄↓+KNO₃+Al（NO₃）₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)的分離、提純的綜合應(yīng)用，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，本題注重平衡常數(shù)的計(jì)算、離子的檢驗(yàn)、氧化還原反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，難度不大，離子的檢驗(yàn)是高考的熱點(diǎn)，注意（4）題中化學(xué)語(yǔ)言的正確運(yùn)用，為易錯(cuò)點(diǎn)．