17.以鉻鐵礦(主要成分FeO•Cr2O3,含有少量SiO2等)為原料制取鉻酸鈉晶體(Na2CrO4)工藝流程如圖所示.
已知:①酸性溶液中Cr的+6價易被還原為+3價;當pH>9時Cr以CrO2-形式存在且易被氧化;
②常溫下,部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下:
陽離子Fe3+Fe2+Cr3+
開始沉淀時的pH2.77.6 
沉淀完全的pH3.79.69(>9)溶解
(1)濾渣a的主要成分的化學式是SiO2;操作X用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、和漏斗.
(2)第④步得到產(chǎn)品涉及到的操作有蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌等.
(3)第①步反應的離子方程式是FeO+2H+=Fe2++H2O、Cr2O3+6H+=2Cr3++3H2O,第②步產(chǎn)生濾渣b的原因是Fe3+水解生成氫氧化鐵沉淀.
(4)已知:1molAl完全燃燒放熱a KJ,1mol Fe完全燃燒生成Fe3O4放熱b KJ,寫出Al與Fe3O4發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式8Al(s)+3Fe3O4 (s)=9Fe(s)+4Al2O3 (s),△H=(8a-9b)kJ/mol.
(5)若現(xiàn)有224kg鉻鐵礦(其中含F(xiàn)eO•Cr2O3 50%),按上述流程最多可以得到Na2CrO4產(chǎn)品的質(zhì)量是189kg(假設(shè)每步均恰好完全轉(zhuǎn)化).

分析 鉻鐵礦用稀硫酸酸浸,F(xiàn)eO、Cr2O3與硫酸反應加入溶液,而SiO2不反應,操作X為過濾,過濾得濾渣a為SiO2,濾液b中含有Cr3+、Fe2+,用Na2Cr2O7將Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)節(jié)pH=4時,F(xiàn)e3+完全沉淀,過濾得到濾渣b為Fe(OH)3,濾液b中含有Cr3+,向濾液中再加入過氧化鈉,將CrO2-氧化為CrO42-,調(diào)節(jié)pH值,最后采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法得到Na2CrO4晶體,據(jù)此答題.

解答 解:鉻鐵礦用稀硫酸酸浸,F(xiàn)eO、Cr2O3與硫酸反應加入溶液,而SiO2不反應,操作X為過濾,過濾得濾渣a為SiO2,濾液b中含有Cr3+、Fe2+,用Na2Cr2O7將Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)節(jié)pH=4時,F(xiàn)e3+完全沉淀,過濾得到濾渣b為Fe(OH)3,濾液b中含有Cr3+,向濾液中再加入過氧化鈉,將CrO2-氧化為CrO42-,調(diào)節(jié)pH值,最后采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法得到Na2CrO4晶體,
(1)根據(jù)上面的分析可知,濾渣a的主要成分的化學式是 SiO2,操作X為過濾,用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗,
故答案為:SiO2;漏斗;
(2)第④步是從Na2CrO4溶液中得Na2CrO4晶體,涉及到的操作有蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌等,
故答案為:降溫結(jié)晶;
(3)鉻鐵礦用稀硫酸酸浸,F(xiàn)eO、Cr2O3與硫酸反應生成Cr3+、Fe2+,反應的離子方程式是FeO+2H+=Fe2++H2O、Cr2O3+6H+=2Cr3++3H2O,第②步溶液pH值調(diào)到4,F(xiàn)e3+水解生成氫氧化鐵沉淀,即為濾渣b,
故答案為:FeO+2H+=Fe2++H2O、Cr2O3+6H+=2Cr3++3H2O;Fe3+水解生成氫氧化鐵沉淀;
(4)已知:1molAl完全燃燒放熱a KJ,熱化學方程式為①4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3 (s),△H=4akJ/mol,1mol Fe完全燃燒生成Fe3O4放熱b KJ,熱化學方程式為 ②3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4 (s),△H=3bkJ/mol,將①×2-②×3得Al與Fe3O4發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式8Al(s)+3Fe3O4 (s)=9Fe(s)+4Al2O3 (s),△H=(8a-9b)kJ/mol,
故答案為:8Al(s)+3Fe3O4 (s)=9Fe(s)+4Al2O3 (s),△H=(8a-9b)kJ/mol;
(5)若現(xiàn)有224kg鉻鐵礦(其中含F(xiàn)eO•Cr2O3 50%),則FeO的質(zhì)量為$\frac{56+16}{56+16+2×52+16×3}$×50%×224kg=36kg,按上述流程Na2Cr2O7將Fe2+氧化為Fe3+,有Na2Cr2O7~6Fe2+~2Cr3+,所以生成Cr3+的物質(zhì)的量為$\frac{36×1{0}^{3}}{72}×\frac{1}{3}$mol=$\frac{500}{3}$mol,鉻鐵礦中生成Cr3+的物質(zhì)的量為$\frac{224×1{0}^{3}×50%}{56+16+2×52+16×3}×2$mol=1000mol,所以得到Na2CrO4的物質(zhì)的量為$\frac{500}{3}$mol+1000mol,Na2CrO4的質(zhì)量是($\frac{500}{3}$mol+1000mol)×162g=189kg,
故答案為:189.

點評 本題屬于工藝流程制備題目,考查制備原理、實驗方案評價、物質(zhì)分離提純、獲取信息的能力,是對基礎(chǔ)知識的綜合考查,難度中等.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:多選題

7.下列關(guān)于離子化合物的敘述不正確的是( 。
A.離子化合物中都含有離子鍵
B.離子化合物中的陽離子只能是金屬離子
C.有些離子化合物可能含有共價鍵
D.溶于水可以導電的化合物一定是離子化合物

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

8.不能用來鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體的實驗操作是( 。
A.加熱這兩種固體物質(zhì),并將生成的氣體通入澄清的石灰水中
B.在這兩種物質(zhì)的溶液中加入CaCl2溶液
C.在等物質(zhì)的量濃度的兩種物質(zhì)的溶液中分別滴加稀鹽酸
D.在這兩種物質(zhì)的溶液中加入少量澄清的石灰水

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:多選題

5.下列表示對應化學反應或過程的離子方程式正確的是(  )
A.銅片插入硝酸銀溶液中:Cu+Ag+═Cu2++Ag
B.碳酸氫鈣與過量的NaOH溶液反應Ca2++2HCO3-+2OH-═CaCO3↓+2H2O+CO32-
C.用石墨作電極電解AlCl3溶液:2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$ Cl2↑+H2↑+2OH-
D.FeCl3溶液用于蝕刻印刷電路:Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

12.據(jù)報道,某些花崗巖會產(chǎn)生放射性的氡(${\;}_{86}^{222}$Rn),對人體產(chǎn)生傷害.請回答:
(1)該原子的質(zhì)量數(shù)是222,質(zhì)子數(shù)是86,中子數(shù)是136.
(2)請將以下Rn的原子結(jié)構(gòu)示意圖補全.
(3)請根據(jù)Rn的原子結(jié)構(gòu)預測氡氣的化學性質(zhì):
A.非;顫,容易與氧氣等非金屬單質(zhì)反應  
B.比較活潑,能與鈉等金屬反應
C.不太活潑,與氮氣性質(zhì)相似   
D.很難與其它物質(zhì)發(fā)生反應
你選擇D選項,理由是Rn原子最外層電子數(shù)已達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),氡氣很穩(wěn)定.
(4)研究發(fā)現(xiàn),鐳能衰變?yōu)?{\;}_{86}^{222}$Rn,故稱${\;}_{86}^{222}$Rn為鐳射氣;釷能衰變?yōu)?{\;}_{86}^{222}$Rn,故將${\;}_{86}^{222}$Rn稱為釷射氣;錒能衰變?yōu)?{\;}_{86}^{219}$Rn,故將${\;}_{86}^{219}$Rn稱為錒射氣.${\;}_{86}^{222}$Rn、${\;}_{86}^{220}$Rn、${\;}_{86}^{219}$Rn是AB(填字母序號).
A.同種元素  B.同位素   C.同種核素  D.同種原子.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

2.下列事實可能證明一水合氨是弱堿的是(  )
A.氨水能跟H2SO4反應生成(NH42SO4B.銨鹽受熱易分解
C.0.1mol/L的氨水可使酚酞試液變紅D.25℃,0.1mol/L氨水的pH約為12

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.下列元素中,屬于第ⅠA族的是( 。
A.MgB.PC.LiD.S

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

6.將標準狀況下aL NH3溶解于1000g水中,得到氨水的物質(zhì)的量濃度為b mol•L-1,則該氨水的密度為(  )
A.$\frac{22.4b}{a}$g•cm-3B.$\frac{22400+17ab}{17000a}$g•cm-3
C.$\frac{22400+17ab}{a}$ g•cm-3D.$\frac{22400b+17ab}{1000a}$g•cm-3

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.根據(jù)下列化學方程式:(1)2KI+Cl2=2KCl+I2(2)2FeCl2+Cl2=2FeCl3
(3)2FeCl3+2HI=2FeCl2+I2+2HCl   (4)I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI
判斷下列微粒氧化性強弱順序正確的是( 。
A.Cl2>Fe3+>SO2>I2B.Cl2>Fe3+>I2>SO2C.Cl2>I2>Fe3+>SO2D.Fe3+>I2>Cl2>SO2

查看答案和解析>>

同步練習冊答案