重铬酸钠(Na2Cr2O7•2H2O)俗称红矾钠,在工业上有广泛的用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO•Cr2O3,还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:
①中涉及的主要反应有:
主反应: 4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
副反应:SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑、Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:
沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Mg(OH)2 |
Cr(OH)3 |
完全沉淀时溶液pH |
4.7 |
3.7 |
11.2 |
5.6 |
试回答下列问题:
(1)“①”中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是 。
(2)“③”中调节pH至4.7,目的是 。
(3)“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,请写出该平衡转化的离子方程式: 。
(4)制取红矾钠后的废水中还含有少量的CrO42-,根据有关标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放。含CrO42-的废水处理可用还原法:
CrO42-Cr3+ Cr(OH)3。绿矾还原CrO42-的离子方程式为: 。用该方法处理10 m3CrO42-的物质的量浓度为1.5×10-3 mol/L的废水,至少需要绿矾(FeSO4•7H2O,相对分子质量为278)的质量是 Kg(保留两位小数)。