Question

【化學(xué)——選修2化學(xué)與技術(shù)】（15分）

紅礬鈉（重鉻酸鈉：Na2Cr2O7·2H2O）是重要的基本化工原料，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。

（1）實(shí)驗(yàn)室中紅礬鈉可用鉻鐵礦（主要成分：FeO·Cr2O3）利用以下過程來制取。

①步驟I中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeO·Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2= 8Na2CrO4（s）+2Fe2O3（s）+8CO2

該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為 。在常溫下該反應(yīng)速度極慢，下列措施中能使反應(yīng)速率增大的是 。

A．升高溫度 B．通入過量的空氣

C．將原料粉碎 D．增加純堿的用量

②步驟II中所得溶液顯堿性，其中除含有Na2C rO4外還含有鋁、硅元素的化合物，它們的化學(xué)式可能是 。

③步驟III需將溶液的pH調(diào)至7～8并煮沸，其目的是 。

④步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：____。

（2）將紅礬鈉與KC1固體1：2（物質(zhì)的量比）混合溶于水后經(jīng)適當(dāng)操作可得到K2Cr2O7晶體，反應(yīng)方程式為：Na2CrO4 +2KCl= K2Cr2O7 +2NaCl（已知NaCl的溶解度受溫度影響小，K2Cr2O7的溶解度受溫度影響大），基本實(shí)驗(yàn)步驟為：①溶解；② ；③____ 。

④冷卻、結(jié)晶，過濾，得到K2Cr2O7晶體。

Answer 1

（除注明外，每空2分）（1）① ； ABC（3分）； ②NaA1O2[或NaA1(OH)4] Na2SiO3；

③除去A1O2－、SiO32－等雜質(zhì)； ④2CrO42－+2H+＝Cr2O72－+H2O（2）蒸發(fā)；趁熱過濾

【解析】

試題分析：（1）①化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，則根據(jù)步驟I中反應(yīng)的化學(xué)方程式可知該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為。A．升高溫度反應(yīng)速率加快，A正確；B．通入過量的空氣，增大氧氣濃度，反應(yīng)速率加快，B正確；C．將原料粉碎增大反應(yīng)物的接觸面積，反應(yīng)速率加快；D．純堿是固體，增加純堿的用量不能影響反應(yīng)速率，D錯(cuò)誤，答案選ABC。

②由于溶液顯堿性，單質(zhì)鋁與硅均能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，則在堿性溶液中鋁和硅的存在形式分別是NaA1O2[或NaA1(OH)4]、Na2SiO3；

③由于溶液中含有偏鋁酸鈉和硅酸鈉等雜質(zhì)，因此步驟III需將溶液的pH調(diào)至7～8并煮沸的目的是除去A1O2－、SiO32－等雜質(zhì)，以得到純凈的鉻酸鈉溶液。

④加入硫酸后有重鉻酸鈉和硫酸鈉生成，則步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CrO42－+2H+＝Cr2O72－+H2O。

（2）由于NaCl的溶解度受溫度影響小，而K2Cr2O7的溶解度受溫度影響大，因此可以利用結(jié)晶法除去氯化鈉，即基本實(shí)驗(yàn)步驟為：①溶解；②蒸發(fā)；；③趁熱過濾；④冷卻、結(jié)晶，過濾，得到K2Cr2O7晶體。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)制備工藝流程圖的有關(guān)分析與判斷