铝热法炼铬废渣主要成分为Al2O3和Cr2O3，还含有MgO、FeO、Fe2O3等杂质，以下是以炼铬废渣为原料回收Al2O3和Cr2O3的流程图：已知：①“焙烧”涉及的主要反应：Na2CO3+Al2O3

Question

铝热法炼铬废渣主要成分为Al₂O₃和Cr₂O₃，还含有MgO、FeO、Fe₂O₃等杂质，以下是以炼铬废渣为原料回收Al₂O₃和Cr₂O₃的流程图：

已知：
①“焙烧”涉及的主要反应：Na₂CO₃+Al₂O₃ (高温.)/()2NaAlO₂+CO₂↑；
Cr₂O₃+Na₂CO₃+O₂ (高温.)/()Na₂CrO₄+CO₂↑（未配平）；
②滤液2中涉及的反应：8CrO₄^2-+3S₂O₃^2-+34H⁺═6SO₄^2-+8Cr³⁺+17H₂O
③K_sp[Cr（OH）₃]=8×10^-32
根据题意回答下列问题：
（1）请完成下列化学方程式的配平：
___Cr₂O₃+___Na₂CO₃+___O₂  (高温.)/()___Na₂CrO₄+___CO₂↑；
（2）炼铬废渣在焙烧前需球磨粉碎，其目的是___．
（3）滤渣1的主要成分是___．
（4）流程中可以循环利用的物质是___．
（5）写出步骤Ⅲ“碳分”的离子反应方程式：___．
（6）滤液2还原后的溶液中为使Cr³⁺沉淀完全，溶液pH应小于___．（已知：lg5=0.7；当溶液中离子浓度不大于1×10^-5mol/L时，可以认为不含该离子）
（7）滤液2经多步操作还可以获得K₂Cr₂O₇晶体，其操作依次是：加入稀硫酸酸化，加入KCl固体、蒸发浓缩、操作a、过滤、操作b、干燥．
①加硫酸酸化的目的是___．
②操作a、操作b分别是___、___．

Answer 1

（1）Cr₂O₃+Na₂CO₃+O₂ (高温.)/() Na₂CrO₄+CO₂↑，反应中铬元素化合价+3价变化为+6价，Cr₂O₃变化为2Na₂CrO₄，电子转移6e^-，氧元素化合价0价变化为-2价，O₂ 反应电子转移4e^-，电子转移总数12e^-，Cr₂O₃前系数为2，Na₂CrO₄前系数为4，O₂前系数3，结合原子守恒配平得到化学方程式为：2Cr₂O₃+4 Na₂CO₃+3O₂ (高温.)/() 4Na₂CrO₄+4CO₂↑，
故答案为：2、4、3、4、4；
（2）炼铬废渣在焙烧前需球磨粉碎，其目的是使反应物接触更充分，加快反应速率，通过原料利用率，
故答案为：使反应物接触更充分，加快反应速率，通过原料利用率；
（3）Al₂O₃和Cr₂O₃和碳酸钠反应，MgO、Fe₂O₃ 不与碳酸钠反应，所以滤渣Ⅰ为MgO、Fe₂O₃ ，故答案为：MgO、Fe₂O₃ ；
（4）分析流程可知二氧化碳参与反应，最后又生成，可以循环使用，故答案为：CO₂ ；
（5）步骤Ⅲ“碳分”的反应为偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案为：AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（6）K_sp[Cr（OH）₃]=c（Cr³⁺）c³（OH^-）=8×10^-32，当溶液中离子浓度不大于1×10^-5mol/L时，可以认为不含该离子，则c（OH^-）=

3	(8×10-32)/(10-5)

=2×10^-9mol/L，c（H+）=(10-14)/(2×10-9)=5×10^-6mol/L，溶液PH=6-lg5=5.3，
故答案为：5.3；
（7）①酸化步骤依据流程图中物质的转化和制备目的可知，结合反应平衡Cr₂O₇^2-+H₂O⇌2CrO₄^2-+2H⁺，加入酸，氢离子浓度增大，平衡左移，作用是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，
故答案为：使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-；FeO被氧化为氧化铁，
②操作Ⅲ有多步组成，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体，
故答案为：冷却结晶；洗涤．