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3-8 铬
铬(Cr)的价态有0、+1、+2、+3、+4、+5、+6,甚至还有负氧化数,其中,以+3 氧化数+3 最为稳定。
1．铬单质
铬有钝化性，它不溶于王水、硝酸(不论稀、浓)，所以铬可与铁、镍制成有各种性能的抗腐蚀的不
锈钢。
2．铬的化合物
（1）C r2O3、C r2O3⋅n H 2O
Cr2O3微溶于水，有两性，但灼烧过的( (C r2O3既不溶于酸，也不溶于碱(可作为绿色颜料)，可通
过熔融的方法使其变成可溶性的盐。
4Cr +3O2=2C r2O3
N a2C r2O7+ S =C r2O3+ N a2SO4
( N H 4)2C r2O7 N 2↑+C r2O3+ 4 H 2O
C r2O3+3 K 2S2O7C r2(SO4)3+3 K 2SO4
在碱性条件下，
是强还原剂，可被 H 2O2、N a2O2氧化成 Cr O4
2-;在酸性条件下，Cr³+的还
原性非常弱，必须用强氧化剂才能把Cr³+氧化成 C r2O7
2-。
（2）C r
3+、C r2O7
2-
将 C r2(SO4)3溶于冷的浓H2SO4中，得到紫色的( C r2(SO4)3⋅18 H 2O(C r2(SO4)3⋅6 H 2O为绿
色， C r2(SO4)3为桃红色)。
C r2O7
2-与H2O2反应形成过氧基配合物：
C r2O7
2-+ H 2O2→
❑
CrO(O2)2· E t2O
将30%的H2O2小心加入0℃的 K 2C r2O7溶液中 ，生成蓝色的 K 2[C r2O12]。
C r2O7
2-的溶解性可表示为
BaCr O4↓(黄色)
C r2O7
2-+ B a
2+(Pb
2+, A g
+)= PbCr O4↓(黄色) OH
-
→Pb(OH )4
2-
A g2Cr O4↓(砖红色)
（3）Cr O2C l2
CrO2Cl2为深红色液体，四面体共价分子，与( (CC l4、C S2互溶，外观似溴。将 K 2C r2O7和KCl
的细粉混合后置于蒸馏瓶中 ，慢慢滴入浓 H 2SO4,并在沙浴上小心加热：
K 2C r2O7+ 4 KCl+3 H 2SO4(浓)=2Cr O2C l2+3 K 2SO4+3 H 2O
或
Cr O3+2 HCl =Cr O2C l2+ H 2O
C r2O7
2-+ 4C l
-+6 H
+=2Cr O2C l2+3 H 2O
Cr O2C l2遇水分解：
2Cr O2C l2+3 H 2O = H 2C r2O7+ 4 HCl
【典例1】
【审题要点】
1．（2026·吉林延边·一模）工业废弃物铬钒渣中含有价格相
对较高且稀缺的钒(V)、铬(Cr)元素。铬钒渣中的主要成
分为
及少量的
，一种从
铬钒渣中分离提取铬和钒的流程如图所示：
（1）焙烧时气体与矿料逆流而行，目的是_______，焙烧过程
中
转化为可溶性
，该反应的化学方程式为
_______。
（2）水浸渣的主要成分为_______(填化学式)。
（3）“调
”后，所得含钒物质为
，“沉钒”中析
出
晶体时，需要加入过量
的原因是
_______。
（4）“煅烧”制备
时，若不及时分离气体，部分
原料成分：铬钒渣含 V₂O₅、Cr₂O₃、
Fe₂O₃ 、Al₂O₃ 、SiO₂ 及少量 CaO 、
MgO。需注意各元素的初始形态及后续
转化。
已知信息：
焙烧时气体与矿料逆流而行，目的
是提高反应效率。
调 pH 后所得含钒物质为
NaVO₃。
三价铬的物质的量分数随 pH 分布
图（图 a）。
25℃时 Ksp[Cr(OH)₃] = 1.0×10⁻³²。
减压过滤装置图（图 b）。
立方晶胞结构图（最后）。
流程步骤：
焙烧（加 Na₂CO₃、空气）→ 水浸
→ 过滤得水浸渣（主要含 Fe₂O₃、
MgO、CaO？）→ 调 pH → 沉钒
会转化为
，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比
为
，则
转化为
的化学方程式为_______。
（5）三价铬
的物质的量分数随溶液pH 的分布如图a
所示。25℃时，通过调节溶液pH 使
转化为
，溶液中剩余
的浓度小于
，则调节
pH 的范围为_______(已知：25℃时，
)
（6）“调
”后，采用减压过滤的方式，分离得到
，减压过滤装置如图b 所示。与普通过滤相比，
减压过滤的优点是_______。
（7）高纯
可作为铬源经过转化得到一种具有特殊导电
性的复合氧化物，其立方晶胞结构如图所示。
①基态Cr 原子的价层电子轨道表示式为_______。
②该晶体密度为_______
(列出计算式即可，已知
和
的最近距离为a nm，
代表阿伏加德罗常数的
（加 NH₄Cl）得 NH₄VO₃ → 煅烧
得 V₂O₅ → 沉铬（加 Na₂S₂O₃ 还
原 Cr(VI) 为 Cr(III)）→ 调 pH 得
Cr(OH)₃ → 最终制得 Cr₂O₃。
注意中间步骤的分离和转化。
问题类型：
操作目的、化学方程式书写、滤渣
成分判断、平衡移动解释、氧化还
原配平、溶度积计算 pH 范围、实
验操作优点、原子轨道表示式、晶
胞密度计算。
【思路分析】
焙烧逆流：增大接触面积，提高反应速
率和原料利用率。
氧化还原转化：焙烧时 V₂O₅ 与 Na₂CO₃
生成可溶性 NaVO₃（非氧化还原）；煅
烧副反应中 V₂O₅ 与 NH₃ 反应生成
V₂O₄，依据得失电子守恒配平。
同离子效应：沉钒时加过量 NH₄Cl，使
平衡 NH₄⁺ + VO₃⁻ ⇌ NH₄VO₃↓ 正向移
动，提高沉淀率。
溶度积计算 pH：利用 Ksp 和沉淀完全
条件 c ≤ 10⁻⁵ mol/L，计算 c(OH⁻) 和
pH。
减压过滤原理：利用压强差加速过滤，
使沉淀更干燥。
晶胞密度计算：
均摊法确定化学式。
根据原子位置关系计算晶胞参数。
密度 = (晶胞质量) / (晶胞体积)。
值)。
【答案】（1） 增大反应物接触面积，使反应更充分，加
快反应速率
（2）
（3）加入过量
，利用同离子效应，使反应
平衡正向移
动
（4）
（5）
（6）过滤速率更快，得到的沉淀更干燥
（7）
【解析】铬钒渣（含
、
、
、
、
）
与
在空气中焙烧，
和
被氧化为可溶性
的
和
，
、
转化为
、
，
不反应；水浸取后，
成为滤渣，滤
液含
、
、
、
；用稀硫酸
调
，
、
转化为
、
滤
渣除去；加入过量
沉钒得
，煅烧得
；
经
还原为
，调
生成
，最终得到
。
（1）气体与矿料逆流而行，目的是增大反应物接触面积，使
反应更充分，加快反应速率；焙烧时
与
、空
气中的
反应生成
和
，化学方程式为：
，故答案为：增大反
应物接触面积，使反应更充分，加快反应速率；
；
（2）焙烧时
不与
、
反应，水浸时不溶解，故
水浸渣主要成分为
，故答案为：
；
（3）
与
反应：
，加入过量
，利用同离子效应，使平衡正向移动，促进
晶体析出，提高钒的沉淀率，故答案为：加入过
量
，利用同离子效应，使反应
平衡正向移
动；
（4）煅烧生成
，未及时排除则回与
反应生成为
，
从+5 价降为+4 价，
作氧化剂，
中N
从-3 价升高为0 价，生成
，作还原剂。已知氧化剂与
还原剂物质的量之比为
，根据得失电子守恒得化学方
程式为：
；
（5）已知
，
，则：
，即
，
，故答案为：
；
（6）与普通过滤相比，减压过滤的优点是过滤速率更快，得
到的沉淀更干燥，故答案为：过滤速率更快，得到的沉淀
更干燥；
（7）①基态
原子的核外电子排布为
，价层电子
轨道表示式为：
；
②该晶胞中
位于顶点（
），
位于面心（
），
位于体心（1 个），化学式为
。
已知
和
的最近距离为
，则晶胞面对角线长
为
，晶胞边长为
，晶胞体积
。晶胞质量
，因此密度：
，故答案为：
。
【典例2】
【审题要点】
2．（2026 高三·全国·专题练习）某兴趣小组利用铬铁矿无钙
铬渣(主要成分包括
等)制备
的流程如下：
已知：①
饱和溶液的
；②当离子浓度
时，可认为已除尽。
回答下列问题：
（1）“氧化焙烧”时，FeCr2O4与Na2CO3、O2反应生成
Fe2O3、Na2CrO4和CO2，该反应中FeCr2O4的氧化产物为
___________：SiO2与Na2CO3反应的化学方程式为
___________。
（2）“浸出”后，浸渣的主要成分为Fe2O3和___________(填
化学式)；“除杂”通入CO2的目的是除去
，反
应的离子方程式为___________。
（3）“除杂”时，需控制pH 不低于5.6，原因是
___________。
（4）溶液中离子
与
的关系如下图所示。则
“除杂”时溶液
的范围是___________；滤渣的主要
成分为___________、___________。
原料：FeCr₂O₄ 、
Al₂O₃、SiO₂、MgO。
流程：氧化焙烧
（加 Na₂CO₃、O₂）→ 浸出 → 除杂
（通 CO₂）→ 酸化 → 蒸发结晶、冷却
结晶得 K₂Cr₂O₇。
已知：Na₂CO₃ 饱
和溶液 pH≈11.6 ，离子浓度对数-pH
图。
问题类型：氧化
产物、化学方程式、滤渣、除杂离子方
程式、图像分析 pH 范围、纯度计算。
【思路分析】
焙烧氧化：FeCr₂O₄ 中 Fe(II)、Cr(III)
被 O₂ 氧化为 Fe(III) 和 Cr(VI)，生成
Fe₂O₃ 和 Na₂CrO₄，依据电子守恒配
平。
硅酸盐转化：SiO₂ 与 Na₂CO₃ 高温反应
生成 Na₂SiO₃，体现酸性氧化物与碱的
反应。
沉淀分离：
浸出后 MgO、Fe₂O₃ 不溶。
通 CO₂ 降低 pH，使 AlO₂⁻、SiO₃²⁻
水解生成 Al(OH)₃ 和 H₂SiO₃ 沉
（5）
纯度分析：称取
(相对分子质量294)试样
配成
溶液，取出
于锥形瓶中，加入
适量的稀
和足量KI，放于暗处
，然后加入
水，同时加入少量淀粉溶液作指示剂，用
标准溶液滴定(杂质不参与反应)，平
行测定三次，平均用去
标准溶液
，则所
得产品中
纯度为___________(已知：
)。
【答案】（1） Fe2O3、Na2CrO4
（2） MgO
（3）确保CO2充分溶解，使
完全沉淀
（4）
（5）98%
【解析】本题为无机物制备类的工业流程题，首先对原材料氧
化焙烧，此时
，都可以发
生反应，其中氧化铝和二氧化硅分别反应生成偏铝酸钠和
硅酸钠，
、FeCr2O4和碳酸钠、氧气反应生成
，其中FeCr2O4反应的方程式为：
，随后用水浸出后，浸渣含有氧化铁和氧化镁，偏铝酸钠
用水浸出后变为NaAl(OH)4，过滤后向滤液中通入二氧化
碳和NaAl(OH)4和硅酸钠反应生成氢氧化铝和硅酸，即此
时过滤的滤渣中含有氢氧化铝和硅酸，随后酸化，再加入
淀。
图像分析确定 pH：
结合图找出 Al³⁺、SiO₃²⁻ 完全沉淀
的 pH 范围（浓度 ≤ 10⁻⁵
mol/L）。
同时避免 Cr 损失。
氧化还原滴定计算：
利用关系式：K₂Cr₂O₇ ~ 3I₂ ~
6Na₂S₂O₃。
结合取样倍数计算纯度。
氯化钾得到产品，以此解题。
（1）“氧化焙烧”时碳酸钠、氧气和
反应生成
、
和
，方程式为：
，氧化产物是价态升高生成的产物，故该反应中
的氧化产物为
、
；
与
高温反
应生成
和
，方程式为
。
（2）结合分析可知，浸渣的主要成分为
、MgO；
与
在水溶液中反应生成
沉淀。离子方
程式为
。
（3）结合分析可知，“除杂”时要除去硅酸根和
离
子，
饱和溶液的
，低于此值溶解不足，无法
充分
沉淀。
（4）结合图像分析可知，“除杂”时要除去硅酸根和
离子，
饱和溶液的
，要防止
未除净，同时防止生成
，则“除杂”时溶
液
的范围是
；滤渣的主要成分为
、
；
（5）根据得失电子守恒可知，
，再结合
可知，
，则产
品中
纯度为
。
1．（2026·四川宜宾·一模）铬具有高硬度、耐腐蚀等优点，常用于生产不锈钢。某工厂以铬铁矿(含
及少量
、
)为原料制备金属铬的工艺流程如下图。
已知：①焙烧渣的主要成分是
、
、
、
；
②
在水溶液中易转化为
。
回答下列问题：
（1）铬元素位于元素周期表第四周期第___________族。
（2）“焙烧”时，
发生反应的化学方程式是___________。
（3）“滤渣2”的主要成分是___________(填化学式)。
（4）“脱铝硅”时，控制pH 为7～8，“沉淀剂”宜选用___________(填标号)。
A．稀硫酸 B．NaOH 溶液
（5）“还原”的目的是将
转化为三价铬，发生反应的离子方程式是___________。为了后续的过滤
和洗涤能顺利进行，需要控制还原产物呈___________(填“结晶态”或“胶体态”)。
（6）“电解”过程中，阴极产生大量气泡，导致溶液pH___________(填“升高”或“降低”)，影响电解
铬的质量。为确保电解铬的质量，可向电解液中适时加入稀硫酸，原因是___________。
【答案】（1）VIB
（2）
（3）Al(OH)3、H2SiO3
（4）A
（5）
结晶态
（6） 升高 中和OH-，维持适宜pH、抑制Cr3+水解，确保其在阴极优先放电析出金属铬
【解析】铬铁矿联合纯碱、氧气焙烧后水浸，浸取液中含Na2CrO4、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3，Na2CO3，滤渣
1 为Fe2O3，往滤液中加入沉淀剂后得到滤渣2 为Al(OH)3、H2SiO3，再加入Na2S 还原Na2CrO4，得到
Cr(OH)3沉淀，过滤分离后酸溶，得到单一硫酸铬溶液利于电解，得到Cr 单质，据此解答。
（1）Cr 位于第四周期第VIB 族。
（2）焙烧时FeCr2O4发生的化学方程式为
。
（3）根据分析，滤渣2 的主要成分为Al(OH)3、H2SiO3。
（4）脱铝硅时，将Na[Al(OH)4]和Na2SiO3转化为Al(OH)3、H2SiO3沉淀，需加入酸，故选A。
（5）根据题意，还原时
转化Cr(OH)3沉淀，发生的离子方程式为
；为了后续过滤和洗涤，需避免形成难分离的胶
体，且为了彻底分离Cr 元素，应控制pH 将Cr3+再转化为Cr(OH3)沉淀（结晶态）。
（6）电解时Cr2(SO4)3溶液时，阴极反应除Cr3+还原得到Cr 外，还发生水的还原：
，导致溶液pH 升高；pH 升高促进Cr3+水解为Cr(OH)3沉淀，影响Cr 析出效率，所以加入稀硫酸的目
的为中和OH-，维持适宜pH、抑制Cr3+水解，确保其在阴极优先放电析出金属铬。
2．（2025·辽宁·模拟预测）铬的化合物应用广泛，工业上以铬铁矿(主要成分为
，含Al、Si 氧化物
等杂质)为主要原料制备红矾钠(
)的工艺流程如图甲所示。
请回答下列问题：
（1）铬元素在元素周期表中的位置为_______。
（2）“中和”步骤所得的“滤渣2”的主要成分为_______(填化学式)。
（3）常温下，矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度的对数[
]与
的关系如图乙所示。
当溶液中可溶性组分浓度
时，可认为已除尽，则“中和”时pH 的理论范围为
_______。
（4）通入过量的
代替硫酸也能实现“酸化”目的，利用
酸化的优点是_______。
（5）已知
、
的溶解度曲线如图丙所示，则工艺流程中所得“副产品”为_______(填化学
式)；为获取“副产品”，流程中“蒸发结晶”与“冷却结晶”之间还省略了一步操作，该操作名称是
_______。
（6）工业上常用电解法处理含
的酸性废水，用金属铁作阳极、石墨作阴极，一段时间后产生
和
沉淀。写出电解槽中溶液析出沉淀的离子方程式：_______。
【答案】（1）第四周期第VIB 族
（2）
、
（3）
或4.5~9.3
（4）
廉价易得，来源更丰富（或析出的白色晶体
加热分解生成
和
，可以循环使
用或酸性弱可减少设备的腐蚀）
（5）
趁热过滤
（6）
【解析】该工艺流程原料为铬铁矿主要成分为
(含Al、Si 氧化物等杂质)，产品为红矾钠
，流程主线中的主元素为Cr。铬铁矿、纯碱通入氧气焙烧将
转化为
，并将Al、Si 氧化物转化为可溶性钠盐，即生成
、
、
、
和
；用水浸取后过滤得到的“滤渣1”为
，滤液中含有
、
、
；
滤液加入
，
转化为
，
转化为
，过滤得到的“滤渣2”为
和
；酸化时加入
，将
转化为
，蒸发结晶、冷却结晶：根据题图
丙，蒸发结晶析出
（副产品），冷却结晶析出
（1）铬元素为24 号元素，核外电子排布式为
，位于第四周期第ⅥB 族。
（2）根据分析可知，“滤渣2”的主要成分为
、
。
（3）欲使
、
完全沉淀[即
，
]，结合题图乙：
完全沉淀需使溶液
，
完全沉淀需使溶液
，故
范围为
。
（4）
廉价易得，且生成的
可加热分解为
和
，循环使用；同时
用量好控制，
酸性弱，酸化时可避免酸过量腐蚀设备。
（5）根据题图丙，
溶解度随温度升高而减小，蒸发结晶时先析出，为防止
随
析
出，需趁热过滤。
（6）电解原理为金属铁阳极，阳极发生
氧化反应，阴极石墨电极，电极反应为
，酸性条件下
可还原
生成
沉淀，同时自身被氧化，反应的离子方
程式为
。
