我國(guó)科學(xué)家以鉻鐵合金(主要成分鉻、鐵、鎳)為原料,提出了制備氧化鉻的“鉻鐵-三價(jià)鉻冶金化工聯(lián)合法”,徹底解決了傳統(tǒng)鉻生產(chǎn)工藝中六價(jià)鉻的污染問(wèn)題,其工藝流程示意圖如圖。
已知:整個(gè)工藝流程,溶液中的鉻元素均為+3價(jià)。
(1)寫(xiě)出酸浸時(shí)的離子方程式
Fe+2H+═Fe2++H2↑;Ni+2H+═Ni2++H2↑;2Cr+6H+═2Cr3++3H2↑
Fe+2H+═Fe2++H2↑;Ni+2H+═Ni2++H2↑;2Cr+6H+═2Cr3++3H2↑
(至少寫(xiě)2個(gè))。
(2)硫化鉻屬于難溶電解質(zhì),F(xiàn)eS和NiS的溶度積如下表所示,試劑a為 Na2S溶液
Na2S溶液
。將NiS固體加入0.1mol/LFeSO4溶液中,分析是否有FeS生成 根據(jù)FeS的溶度積,0.1mol/L的FeSO4溶液中,當(dāng)c(S2?)>6.3×10-17mol/L時(shí),Q>Ksp,會(huì)生成FeS沉淀;NiS飽和溶液中的c(S2?)≈5.3×10-11mol/L?6.3×10-17mol/L,所以有FeS生成
根據(jù)FeS的溶度積,0.1mol/L的FeSO4溶液中,當(dāng)c(S2?)>6.3×10-17mol/L時(shí),Q>Ksp,會(huì)生成FeS沉淀;NiS飽和溶液中的c(S2?)≈5.3×10-11mol/L?6.3×10-17mol/L,所以有FeS生成
(簡(jiǎn)述計(jì)算過(guò)程,≈5.3)。
硫化物 |
Ksp |
FeS |
6.3×10?18 |
NiS |
2.8×10?21 |
(3)加入草酸(H
2C
2O
4)生成草酸亞鐵的化學(xué)方程式
H2C2O4+FeSO4═FeC2O4↓+H2SO4
H2C2O4+FeSO4═FeC2O4↓+H2SO4
。
(4)為滿足冶金及顏料級(jí)鉻綠的要求,氧化鉻產(chǎn)品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)低于0.03%。一種測(cè)定氧化鉻中鐵含量的操作如下:
ⅰ.稱(chēng)取mg氧化鉻產(chǎn)品,用酸溶解;
ⅱ.多步操作分離鐵和鉻;
ⅲ.取含有Fe
3+的溶液,調(diào)pH,加入指示劑,用cmol/L的無(wú)色EDTA-2Na溶液滴定,共消耗EDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)液VmL。
資料:EDTA-2Na和Fe
3+按物質(zhì)的量1:1反應(yīng),低濃度時(shí)產(chǎn)物無(wú)明顯顏色。
①指示劑是
KSCN溶液
KSCN溶液
,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為
當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液,溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色,且30秒無(wú)明顯變化
當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液,溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色,且30秒無(wú)明顯變化
。
②氧化鉻產(chǎn)品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
。
【答案】Fe+2H
+═Fe
2++H
2↑;Ni+2H
+═Ni
2++H
2↑;2Cr+6H
+═2Cr
3++3H
2↑;Na
2S溶液;根據(jù)FeS的溶度積,0.1mol/L的FeSO
4溶液中,當(dāng)c(S
2?)>6.3×10
-17mol/L時(shí),Q>K
sp,會(huì)生成FeS沉淀;NiS飽和溶液中的c(S
2?)≈5.3×10
-11mol/L?6.3×10
-17mol/L,所以有FeS生成;H
2C
2O
4+FeSO
4═FeC
2O
4↓+H
2SO
4;KSCN溶液;當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液,溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色,且30秒無(wú)明顯變化;