Question

鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO?Cr₂O₃，還含有SiO₂、Al₂O₃等雜質(zhì)，以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）的過(guò)程如圖所示．

已知：①NaFeO₂遇水強(qiáng)烈水解．
②Cr₂O₇^2-+H₂O═2CrO₄^2-+2H⁺
請(qǐng)回答：
（1）生成濾渣1中紅褐色物質(zhì)的反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．濾液1的成分除Na₂CrO₄外，還含有（填化學(xué)式）

 

．
（2）利用濾渣2，可制得兩種氧化物，其中一種氧化物經(jīng)電解冶煉可獲得金屬，該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）由濾液2轉(zhuǎn)化為Na₂Cr₂O₇溶液應(yīng)采取的措施是

 

．
（4）向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固體，獲得K₂Cr₂O₇晶體的操作依次是：加熱濃縮、洗滌、干燥．
（5）煅燒鉻鐵礦生成Na₂CrO₄和NaFeO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：鉻鐵礦通過(guò)焙燒，生成Na₂CrO₄、NaFeO₂、Na₂SiO₃、NaOH和NaAlO₂的混合體系，然后加水溶解得固體氫氧化鐵和溶液Na₂CrO₄、Na₂SiO₃、NaOH、NaAlO₂，再調(diào)節(jié)溶液的pH，使偏鋁酸鹽完全沉淀，硅酸鹽完全沉淀；繼續(xù)調(diào)節(jié)溶液的pH使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，最后向所得溶液中加入氯化鉀，生成溶解度極小的K₂Cr₂O₇，
（1）依據(jù)流程圖和題干反應(yīng)分析判斷發(fā)生的反應(yīng)及濾液1的成分；
（2）濾液1中含Na₂CrO₄、Na₂SiO₃、NaOH和NaAlO₂，經(jīng)調(diào)節(jié)pH可獲得氫氧化鋁和硅酸沉淀，加熱兩種沉淀得到氧化鋁和二氧化硅，電解氧化鋁得到金屬鋁；
（3）鉻酸根在酸性條件下可以轉(zhuǎn)化為重鉻酸根；
（4）溶液中得到溶質(zhì)晶體的方法是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥步驟分析回答；
（5）根據(jù)流程，反應(yīng)物為FeO?Cr₂O₃、NaOH和7O₂，生成物為Na₂CrO₄、NaFeO₂和H₂0，配平即可．

解答： 解：（1）鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO?Cr₂O₃，還含有SiO₂、Al₂O₃等雜質(zhì)，加入氧氣和氫氧化鈉，發(fā)生反應(yīng)為：
①4FeO?Cr₂O₃+7O₂+20NaOH

煅燒  .

8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O；
②2NaOH+Al₂O₃

煅燒  .

2NaAlO₂+H₂0；
③2NaOH+SiO₂

煅燒  .

Na₂SiO₃+H₂0；
水浸發(fā)生NaFeO₂的水解：NaFeO₂+2H₂O=NaOH+Fe（OH）₃↓，
操作Ⅰ是過(guò)濾，得到濾渣1為Fe（OH）₃；濾液1中含Na₂CrO₄、Na₂SiO₃、NaOH和NaAlO₂；
故答案為：NaFeO₂+2H₂O=NaOH+Fe（OH）₃↓；NaAlO₂、Na₂SiO₃（NaOH寫或沒(méi)寫均不扣分）；
（2）濾液1中含Na₂CrO₄、Na₂SiO₃、NaOH和NaAlO₂，經(jīng)調(diào)節(jié)pH可獲得氫氧化鋁和硅酸沉淀，加熱兩種沉淀得到氧化鋁和二氧化硅，電解氧化鋁得到金屬鋁，反應(yīng)方程式為：2Al₂O₃（熔融）

電解  .

4Al+3O₂↑；故答案為：2Al₂O₃（熔融）

電解  .

4Al+3O₂↑；
（3）根據(jù)題目信息：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺，所以濾液2中的鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為Na₂Cr₂O₇溶液應(yīng)采取的措施是加硫酸酸化，加入酸，氫離子濃度增大，平衡左移，作用是使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，故答案為：加硫酸酸化；
（4）獲得K₂Cr₂O₇晶體的操作依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到晶體，
故答案為：冷卻結(jié)晶，過(guò)濾；
（5）根據(jù)流程，反應(yīng)物為FeO?Cr₂O₃、NaOH和7O₂，生成物為Na₂CrO₄、NaFeO₂和H₂0，反應(yīng)方程式為：4FeO?Cr₂O₃+7O₂+20NaOH

煅燒  .

8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O；
故答案為：4FeO?Cr₂O₃+7O₂+20NaOH

煅燒  .

8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備流程和方案的分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用，題干信息的分析理解，操作步驟的注意問(wèn)題和基本操作方法是解題關(guān)鍵，題目難度較大．