铬是一种银白色金属，化学性质稳定，以+2、+3和+6价为常见价态．工业上以铬铁矿（主要成分为FeO•Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na2Cr2O7•2H2O（已知Na2Cr2O7是

Question

铬是一种银白色金属，化学性质稳定，以+2、+3和+6价为常见价态．工业上以铬铁矿（主要成分为FeO•Cr₂O₃，含有Al₂O₃、SiO₂等杂质）为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na₂Cr₂O₇•2H₂O（已知Na₂Cr₂O₇是一种强氧化剂），其主要工艺流程如图1：

查阅资料得知：
①常温下，NaBiO₃不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr³⁺转化为CrO₄^2-
②常温下，Ksp[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31
回答下列问题：
（1）工业上常采用热还原法制备金属铬，写出以Cr₂O₃为原料，利用铝热反应制取金属铬的化学方程式___．
（2）酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是___．
（3）固体E的主要成分是Na₂SO₄，根据图2分析操作a为___、___．
（4）已知含+6价铬的污水会污染环境．电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr₂O₇^2-，处理该废水常用还原沉淀法，具体流程如下：
含Cr₂O₇^2-的废水

调节pH至2-3

加入Na2S2O3溶液

含Cr³⁺的废水

加入NaOH溶液

控制pH

Cr（OH）₃沉淀
①Cr（OH）₃的化学性质与Al（OH）₃相似．在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，用离子方程式表示其原因___；
②下列溶液中可以代替上述流程中Na₂S₂O₃溶液的是___（填选项序号）；
A．FeSO₄溶液    B．浓H₂SO₄     C．酸性KMnO₄溶液D．Na₂SO₃溶液
③调整溶液的pH=5时，通过列式计算说明溶液中的Cr³⁺是否沉淀完全___；
④上述流程中，每消耗0.1molNa₂S₂O₃转移0.8mole^-，则加入Na₂S₂O₃溶液时发生反应的离子方程式为___．

Answer 1

（1）三氧化二铬与铝发生铝热反应的方程式为：Cr₂O₃+2Al(高温.)/()2Cr+Al₂O₃；
故答案为：Cr₂O₃+2Al(高温.)/()2Cr+Al₂O₃ ；
（2）盐酸中的氯是-1价具有还原性，会CrO₄^2-被氧化成氯气，
故答案为：盐酸中的Cl^-会被氧化，产生Cl₂；
（3）由图2可知Na₂Cr₂O₇的溶解度随温度的升高而增大，而硫酸钠的温度随温度的升高而降低，所以采用蒸发结晶、趁热过滤的方法分离硫酸钠，
故答案为：蒸发结晶、趁热过滤；
（4）①Cr（OH）₃的化学性质与Al（OH）₃相似，如果氢氧化钠过量Cr（OH）₃会溶解，发生离子方程式为Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O，
故答案为：Cr（OH）₃+OH^-=CrO₂^-+2H₂O；
②可以代替上述流程中Na₂S₂O₃溶液，需要具有还原性，能还原重铬酸根离子；
A．FeSO₄溶液中亚铁离子具有还原性，可以还原Cr₂O₇^2-离子，但又引入新的杂质离子铁离子，故A不符合；
B．浓H₂SO₄ 具有强氧化性，不能表现还原性，不能还原Cr₂O₇^2-，故B不符合；
C．酸性KMnO₄ 是强氧化剂不能还原Cr₂O₇^2-，故C不符合；
D．Na₂SO₃溶液中亚硫酸根离子具有还原性，可以还原Cr₂O₇^2-，故D符合；
故答案为：D；
③pH=5时，（OH^-）=10^-9mol/L，所以c（Cr³⁺）•（10^-9）³=6.3×10^-31，解之得c（Cr³⁺）=6.3×10^-4>10^-5，所以没有沉淀完全，
故答案为：c（Cr³⁺）•（10^-9）³=6.3×10^-31，解之得c（Cr³⁺）=6.3×10^-4>10^-5，所以没有沉淀完全；
④每消耗0.1mol Na₂S₂O₃转移0.8mol e^-，Na₂S₂O₃ ～2SO₄^2-～8e^-，Cr₂O₇^2-～2Cr³⁺～6e^-，依据氧化还原反应电子守恒配平书写，3Na₂S₂O₃ ～6SO₄^2-～24e^-，4Cr₂O₇^2-～8Cr³⁺～24e^-，得到的氧化还原反应的离子方程式为3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O；
故答案为：3S₂O₃^2-+4Cr₂O₇^2-+26H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+13H₂O．