Question

【題目】重鉻酸鉀(K2Cr2O7)為用途極廣的鉻化合物，供制鉻礬。火柴、鉻顏料、并供鞣革、電鍍、有機合成等用。鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3，還含有SiO2、Al2O3等雜質，以鉻鐵礦為原料制備K2Cr2O7晶體的過程如圖所示：

根據(jù)題意回答下列問題：

（1）鍛燒時，鉻鐵礦發(fā)生復雜反應生成Na2CrO4和NaFeO2，同時雜質SiO2、Al2O3與Na2CO3發(fā)生反應，其中Al2O3發(fā)生反應的化學方程式是___。

（2）NaFeO2遇水強烈水解生成濾渣l的反應離子方程式是___。

（3）濾液1和濾液2均需調(diào)節(jié)溶液pH，濾液1調(diào)節(jié)pH為7－8目的是___，濾液2調(diào)節(jié)pH約為5目的是___。

物質	溶解度/(g/100g水)
	0℃	40℃	80℃
KCl	28	40.1	51.3
NaCl	35.7	36.4	38
K2Cr2O7	4.7	26.3	73
Na2Cr2O7	163	215	376

（4）向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體，析出K2Cr2O7晶體。此法能夠制得K2Cr2O7晶體的原因是：___；為了從溶液中得到較多K2Cr2O7晶體的操作過程是：___、過濾、洗滌、干燥。將得到的K2Cr2O7晶體進一步純化操作是：___。

（5）K2Cr2O7性質：往K2Cr2O7溶液中加入AgNO3溶液，生成一種磚紅色沉淀、溶液的pH減小，反應離子方程式是___。

（6）K2Cr2O7產(chǎn)品含量測定：準確稱取試樣2.5g配成250mL溶液，用移液管吸取25.00mL溶液放入碘量瓶，加入10mL2mol/L硫酸、2gKI于暗處5min，另加100mL水，用0.2000mol/L Na2S2O3標準液滴定至溶液黃綠色，再加3mL淀粉溶液繼續(xù)滴定至藍色褪去并呈亮綠色。平行三次實驗，平均消耗Na2S2O3標準液的體積25.00mL。K2Cr2O7產(chǎn)品的純度為___。

有關反應如下：K2Cr2O7＋6KI＋7H2SO4=Cr2(SO4)3＋4K2SO4＋3I2＋7H2O

2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI

Answer 1

【答案】 NaFeO2+2H2O=NaOH+ Fe(OH)3↓ NaAlO2、Na2SiO3轉化為H2SiO3、Al(OH)3除去 Na2CrO4在酸性條件下可轉化為Na2Cr2O7 同溫度下K2Cr2O7晶體的溶解度小于Na2Cr2O7，冷卻時會結晶析出 加熱濃縮、降溫結晶 重結晶 98%

【解析】

由流程可知，焙燒時發(fā)生反應鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3，還含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等雜質，將鉻鐵礦和碳酸鈉、氧氣混合焙燒，發(fā)生反應4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2、Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2↑、Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑，然后水浸時發(fā)生NaFeO2+2H2O=NaOH+Fe（OH）3↓，過濾得到濾渣1和濾液1，K2Cr2O7有強氧化性可知，濾液1中主要是NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4、NaOH，濾渣1為Fe（OH）3；將濾液1中調(diào)節(jié)pH使NaAlO2、Na2SiO3反應生成H2SiO3、Al（OH）3，濾渣2是H2SiO3、Al （OH）3，濾液2主要是Na2CrO4，調(diào)節(jié)pH值酸性，溶質變?yōu)?/span>Na2Cr2O7，然后加入硫酸鉀固體，因為Na2Cr2O7的溶解度大于K2Cr2O7，所以得到K2Cr2O7晶體，采用過濾方法得到K2Cr2O7晶體，以此來解答。

（1）根據(jù)題目信息可知Al2O3與Na2CO3反應生成NaAlO2，

故答案為：；

（2）根據(jù)分析可知濾渣1為Fe(OH)3，故答案為：NaFeO2+2H2O=NaOH+ Fe(OH)3↓；

（3）濾液1中調(diào)節(jié)pH可使NaAlO2、Na2SiO3反應生成H2SiO3、Al(OH)3，到達除雜目的，酸性條件下Na2CrO4可轉化為Na2Cr2O7；

故答案為：NaAlO2、Na2SiO3轉化為H2SiO3、Al(OH)3除去；Na2CrO4在酸性條件下可轉化為Na2Cr2O7；

（4）根據(jù)表格可知同溫度下K2Cr2O7晶體的溶解度小于Na2Cr2O7，Na2Cr2O7；溶液中加入KCl固體可發(fā)生復分解反應；K2Cr2O7晶體的溶解度受溫度影響大，雜質能溶于水，溶液中得到較多晶體的操作是加熱濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥；K2Cr2O7晶體進一步純化操作是重結晶，

故答案為：同溫度下K2Cr2O7晶體的溶解度小于Na2Cr2O7，冷卻時會結晶析出；加熱濃縮、降溫結晶；重結晶；

（5）根據(jù)題目信息和反應物通過元素守恒可知離子方程式為：；

（6）根據(jù)所給的兩個方程式可到物質間的數(shù)量關系為：K2Cr2O7~3 I2~6 Na2S2O3，n(Na2S2O3)=(0.2000×25×10-3)mol，則樣品中n(K2Cr2O7)== mol，則純度為=98%；

故答案為：98%。