Question

【題目】某Cr2O3樣品中含有少量Al2O3、MgO等雜質(zhì)．實驗室以此樣品為主要原料制取重鉻酸鉀（K2Cr2O7）的流程如下：
已知：2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O．
（1）上述氧化過程中，若將1mol Cr2O3轉(zhuǎn)化成Na2CrO4 ， 消耗氧氣的體積（標準狀況）是 ．
（2）酸化1中為確保溶液中Al3+、AlO2﹣濃度均不超過10﹣6 molL﹣1 ， 需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是 ． 已知：Al（OH）3（s）H++AlO2﹣+H2O的K=1×10﹣14；Ksp[Al（OH）3]=1×10﹣33
（3）酸化2后所得溶液加入KCl發(fā)生復分解反應，該反應能發(fā)生的原因是 ．
（4）稱取重鉻酸鉀試樣2.40g 配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入稀硫酸和足量碘化鉀（鉻被還原為Cr3+）并放于暗處6min左右，然后加入適量水和數(shù)滴淀粉指示劑，用0.24molL﹣1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點（發(fā)生反應：I2+2S2O32﹣═2I﹣+S4O62﹣ ， 雜質(zhì)不參與反應），共用去Na2S2O3標準溶液20.00mL．求所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

【答案】
（1）33.6L
（2）5～8
（3）K2Cr2O7 溶解度小于Na2Cr2O7
（4）解：稱取重鉻酸鉀試樣2.40g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入稀硫酸和足量碘化鉀（鉻被還原為Cr3+）并放于暗處6min左右，反應為Cr2O72﹣+6I﹣+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，然后加入適量水和數(shù)滴淀粉指示劑，用0.24molL﹣1Na2S2O3標準溶液滴定至終點（發(fā)生反應：I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣，雜質(zhì)不參與反應），共用去Na2S2O3標準溶液20.00mL，

依據(jù)反應的定量關(guān)系為：

K2Cr2O7～3I2～	K2Cr2O7～3I2～
1	6
0.24molL﹣1 ×0.020L	n

n=0.0008mol，

稱取重鉻酸鉀試樣2.40g配成250mL溶液中重鉻酸鉀質(zhì)量，

m（K2Cr2O7）=0.0008mol×294g/mol× 2.352g，

產(chǎn)品中重鉻酸鉀的質(zhì)量分數(shù)= ×100%=98.0%，

答：產(chǎn)品中重鉻酸鉀的質(zhì)量分數(shù)= ×100%=98.0%．

【解析】解：流程分析可知，某Cr2O3樣品中含有少量Al2O3、MgO等雜質(zhì)，反應器中加入純堿和氧氣，將 Cr2O3轉(zhuǎn)化成Na2CrO4 ， 浸取過濾得到濾液調(diào)節(jié)溶液PH除去鋁和鎂離子，過濾得到Na2CrO4溶液，酸化后加入氯化鉀濃縮過濾干燥得到重鉻酸鉀，（1）若將1mol Cr2O3轉(zhuǎn)化成Na2CrO4 ， Cr2O3～2Na2CrO4～6e﹣ ， O2～4e﹣ ， 得到

2Cr2O3～	3O2～12e﹣
2	3
1mol	1.5mol

消耗標準狀況下氧氣的體積=1.5mol×22.4L/mol=33.6L，
所以答案是：33.6；（2）依據(jù)電離平衡常數(shù)和溶度積常數(shù)計算所需溶液的PH范圍，
Al（OH）3（s）H++AlO2﹣+H2O的K=c（AlO2﹣）×c（H+）=1×10﹣14 ， c（H+）=10﹣8mol/L，溶液PH=8，Kap[Al（OH）3]=c（Al3+）×c3（OH﹣）=1×10﹣33 ， c（OH﹣）=10﹣9mol/L，c（H+）=10﹣5mol/L，溶液PH=5，酸化1中為確保溶液中Al3+、AlO2﹣濃度均不超過10﹣6 molL﹣1 ， 需調(diào)節(jié)溶液pH值的范圍是5～8，所以答案是：5～8；3）操作中加入KCl的原因溫度對氯化鈉的溶解度影響小，但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大，K2Cr2O7 溶解度小于Na2Cr2O，利用復分解反應，可得到重鉻酸鉀；所以答案是：K2Cr2O7 溶解度小于Na2Cr2O7；