Question

【題目】某種電鍍污泥主要含有碲化亞銅(Cu2Te)、三氧化二鉻(Cr2O3)以及少量的金(Au)，可以用于制取 Na2Cr2O7 溶液、金屬銅和粗碲等，以實(shí)現(xiàn)有害廢料的資源化利用，工藝流程如下：

已知：煅燒時(shí)，Cu2Te 發(fā)生的反應(yīng)為Cu2Te+2O2 2CuO+TeO2。

(1)煅燒時(shí)，Cr2O3 發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

(2)浸出液中除了含有 TeOSO4(在電解過程中不反應(yīng))外，還可能含有_____(填化學(xué)式)。

(3)工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)母液生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的工藝流程如圖所示：

通過冷卻結(jié)晶能析出大量 K2Cr2O7 的原因是_____。

(4)測(cè)定產(chǎn)品中 K2Cr2O7 含量的方法如下：稱取產(chǎn)品試樣 2.50 g 配成 250 mL 溶液，用移液管取出 25.00 mL于錐形瓶中，加入足量稀硫酸酸化后，再加入幾滴指示劑，用 0.1000 mol·L-1硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2 標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定，重復(fù)進(jìn)行二次實(shí)驗(yàn)。(已知 Cr2 O72-被還原為 Cr3+)

①氧化還原滴定過程中的離子方程式為_____。

②若三次實(shí)驗(yàn)消耗(NH4)2Fe(SO4)2 標(biāo)準(zhǔn)液的平均體積為 25.00 mL，則所得產(chǎn)品中 K2Cr2O7 的純度為_____%。[已知 M(K2Cr2O7)=294 g·mol-1，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字]。

(5)上述流程中 K2Cr2O7 發(fā)生氧化還原反應(yīng)后所得溶液中除含有 Cr3+外，還含有一定濃度的 Fe3+雜質(zhì)，可通過加堿調(diào) pH 的方法使兩者轉(zhuǎn)化為沉淀。已知 c(Cr3+)=3×10-5 mol·L-1，則當(dāng)溶液中開始析出 Cr(OH)3 沉淀時(shí)Fe3+是否沉淀完全______(填“是”或“否”)，寫出計(jì)算過程________________(已知：Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)

Answer 1

【答案】2Cr2O3+3O2+4Na2CO34Na2CrO4+4CO2 CuSO4 該條件下，K2Cr2O7 的溶解度比 Na2Cr2O7 小，且 K2Cr2O7 的溶解度隨溫度的降低而顯著減小 Cr2O72- +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 49.0 是 當(dāng)溶液中開始析出Cr(OH)3沉淀時(shí)，c(OH-)=molL-1=molL-1，則c(Fe3+)===2.0×10-12molL-1＜1×10-5molL-1，說(shuō)明Fe3+沉淀完全

【解析】

某種電鍍污泥中主要含有碲化亞銅(Cu2Te)、三氧化二鉻(Cr2O3) 以及少量的金(Au)，可以用于制取Na2Cr2O7溶液、金屬銅、粗碲等。根據(jù)流程圖，煅燒時(shí)Cu2Te發(fā)生的反應(yīng)為Cu2Te+2O2 2CuO+TeO2，Cr2O3與純堿和空氣中的氧氣反應(yīng)生成Na2CrO4，Na2CrO4酸化后生成Na2Cr2O7溶液；沉渣中主要含有CuO、TeO2以及少量的金(Au)，用稀硫酸溶解后，浸出液中主要含有銅離子和TeOSO4，電解后銅離子放電生成銅，溶液中含有TeOSO4，TeOSO4與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成粗碲，據(jù)此分析解答。

(1)煅燒時(shí)Cr2O3與純堿和空氣中的氧氣反應(yīng)生成Na2CrO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cr2O3+3O2+4Na2CO3 4Na2CrO4+4CO2，故答案為：2Cr2O3+3O2+4Na2CO3 4Na2CrO4+4CO2；

(2)根據(jù)上述分析，浸出液中除了含有TeOSO4(在電解過程中不反應(yīng))外，還有氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸銅(CuSO4)等，故答案為：CuSO4；

(3)在低溫條件下K2Cr2O7的溶解度比 Na2Cr2O7 小，且K2Cr2O7的溶解度隨溫度的降低可能顯著減小，因此通過冷卻結(jié)晶可以析出大量K2Cr2O7，故答案為：在低溫條件下K2Cr2O7的溶解度比 Na2Cr2O7 小，且K2Cr2O7的溶解度隨溫度的降低而顯著減小；

(4)①氧化還原滴定過程中發(fā)生硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2與Cr2O72-的反應(yīng)，其中Cr2O72-被還原為Cr3+，反應(yīng)的離子方程式為Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，故答案為：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

②n(Fe2+)=0.025L×0.1000molL-1=0.0025mol，根據(jù)方程式Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，則n(Cr2O72-)=0.0025mol××=mol，則所得產(chǎn)品中K2Cr2O7的純度為×100%=49.0%，故答案為：49.0；

(5)c(Cr3+)為3×10-5 molL-1，則當(dāng)溶液中開始析出Cr(OH)3沉淀時(shí)，c(OH-)=molL-1=molL-1，則c(Fe3+)===2.0×10-12molL-1＜1×10-5molL-1，說(shuō)明Fe3+沉淀完全，故答案為：是；當(dāng)溶液中開始析出Cr(OH)3沉淀時(shí)，c(OH-)=molL-1=molL-1，則c(Fe3+)===2.0×10-12molL-1＜1×10-5molL-1，說(shuō)明Fe3+沉淀完全。