Question

【題目】鉻合金具有高硬度、耐腐蝕特性，廣泛應(yīng)用于精密儀器制造，由高碳鉻鐵合金廢料制取鉻的簡單流程如下:

已知:Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑

請回答下列問題:

請回答下列問題:

（1）稀硫酸酸浸過程中，提高“浸出率”的措施有_____ (寫一條即可)

(已知: )

（2）用純堿調(diào)節(jié)溶液酸度，若純堿過量，則可能導(dǎo)致的后果是______，副產(chǎn)物中兩種主要物質(zhì)的化學(xué)式為_____________

（3）加入草酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______；利用鋁熱反應(yīng)冶煉鉻。請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_________

（4）向?yàn)V液中通入空氣，加入氨水后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________

（5）利用如圖裝置，探究鉻和鐵的活潑性強(qiáng)弱。

能證明鐵比鉻話潑的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______，工業(yè)上，在鋼器具表面鍍鉻，用硫酸鉻(CrSO4)溶液作電解液，陰極的電極反應(yīng)式為___________。

（6）已知高碳鉻鐵度料中鐵銘元素質(zhì)量比為14:13.上述流程中鐵元素轉(zhuǎn)化草酸亞鐵的利用率為80%。廢料中提取金屬鉻的總轉(zhuǎn)化率為95%，如果得到草酸亞鐵品體(FeC2O4·2H2O)質(zhì)量為18.00噸，則可以冶煉鉻的質(zhì)量為____噸(結(jié)果保留1位小數(shù))。

Answer 1

【答案】加熱、攪拌、適當(dāng)提高稀硫酸濃度等(答案合理即可) Cr2+、Fe2+水解或沉淀 Na2SO4、NaHSO4 Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4·2H2O↓ Cr2O3+2AlAl2O3+2Cr 4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O=4Cr(OH)3↓+4(NH4)2SO4 鉻極上產(chǎn)生氣泡 Cr2++2e-=Cr 6.2

【解析】

（1）已知:，稀硫酸酸浸過程中，提高“浸出率”的措施就是加快化學(xué)反應(yīng)速率，結(jié)合影響化學(xué)化學(xué)反應(yīng)速率的因素進(jìn)行總結(jié)，例加熱、攪拌或適當(dāng)提高稀硫酸濃度等。

（2）用純堿調(diào)節(jié)溶液酸度，若純堿過量，因?yàn)镃O32-水解顯堿性，則可能導(dǎo)致Cr2+、Fe2+沉淀，根據(jù)反應(yīng)流程圖，副產(chǎn)物中兩種主要物質(zhì)的化學(xué)式為Na2SO4 (NH4)2SO4

（3）加入草酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4·2H2O↓；利用鋁熱反應(yīng)指用金屬鋁和金屬氧化物反應(yīng)冶煉金屬。鋁熱反應(yīng)冶煉鉻的化學(xué)反應(yīng)方程式Cr2O3+2AlAl2O3+2Cr 。

（4）向?yàn)V液中通入空氣，加入氨水后發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CrSO4+O2+8NH3·H2O+2H2O=4Cr(OH)3↓+4(NH4)2SO4

（5）由裝置圖分析此裝置為原電池，鉻和鐵做電極材料，電解質(zhì)為稀硫酸，根據(jù)原電池工作原理，活潑金屬做負(fù)極，所以鐵做負(fù)極失電子，鉻做正極，溶液中H+得電子生成氫氣，所以鉻極上產(chǎn)生氣泡，說明鐵的金屬活潑性比鉻強(qiáng)。在鋼器具表面鍍鉻，鋼器具做陰極，用硫酸鉻(CrSO4)溶液作電解液，陰極的電極反應(yīng)式為Cr2++2e-=Cr。

（6）由已知得(FeC2O4·2H2O)的物質(zhì)的量為(186g)/180g.mol-1=105mol

鐵元素轉(zhuǎn)化草酸亞鐵的利用率為80%,所以混合物中鐵的含量為105mol/80%=1.25105 mol已知高碳鉻鐵度料中鐵銘元素質(zhì)量比為14:13.，說明鐵和鉻原子個(gè)數(shù)比為1:1，所以混合物中鉻的含量為1.25105 mol，流程中廢料中提取金屬鉻的總轉(zhuǎn)化率為95%，可以冶煉鉻的質(zhì)量為1.25105 mol52g.mol-1= 6.26g=6.2噸。