Question

以含有Al₂O₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)的鉻鐵礦[主要成份為Fe（CrO₂）₂]為主要原料生產(chǎn)重鉻酸鈉晶體（Na₂Cr₂O₇?
2H₂O）的主要工藝流程如下：

己知：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na₂CrO₄和一種紅棕色固體，同時(shí)釋放出CO₂氣體，同時(shí)Al₂O₃+Na₂CO₃ 

燃燒 .

.

2NaAlO₂+CO₂↑．請(qǐng)回答：
（1）在鉻鐵礦Fe（CrO₂）₂中，Cr的化合價(jià)為

 

．
（2）濾渣1的成分為

 

，濾渣2的成分為

 

．
（3）將濾渣1放入稀硫酸溶解后得溶液W，檢驗(yàn)該溶液中金屬離子的方法是

 

．
（4）鉻鐵礦中的Al₂O₃雜質(zhì)在工業(yè)上可用來冶煉鋁，該化學(xué)方程式為

 

．
（5）根據(jù)有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，含CrO₄^2-的廢水要經(jīng)化學(xué)處理，使其濃度降至5.0×10^-7mol/L以下才能排放．含
CrO₄^2-的廢水處理通常有以下兩種方法．
①沉淀法：加入可溶性鋇鹽生成BaCrO₄沉淀[K_SP（BaCrO₄）=1.2×10^-10]，再加入可溶性硫酸鹽處理多余的
Ba²⁺．加入可溶性鋇鹽后的廢水中Ba²⁺的濃度應(yīng)不小于

 

mol/L，后續(xù)廢水處理方能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)．
②還原法：CrO₄^2-

綠礬

H+

Cr

石灰水

Cr（OH）₃．寫出酸性條件下CrO₄^2-與綠礬在溶液中反應(yīng)的離子方程式

 

．
（6）某高效凈水劑是由K₂FeO₄得到的，工業(yè)上以溶液W、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K₂FeO₄，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na₂CrO₄和一種紅棕色固體，同時(shí)釋放出CO₂氣體，同時(shí)A1₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑，可知主反應(yīng)為4Fe（CrO₂）₂+7O₂+8Na₂CO₃

高溫  .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂，鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成物通過水浸NaAlO₂進(jìn)入浸出液中，而不溶的Fe₂O₃形成濾渣1，浸出液通過除雜，通入CO₂氣體，形成濾渣2Al（OH）₃沉淀，最后分離出Na₂CrO₄溶液，經(jīng)過酸化、過濾、結(jié)晶得到最終產(chǎn)品重鉻酸鈉晶體（ Na₂Cr₂O₇?2H₂O）．
（1）根據(jù)化合物中正負(fù)化合價(jià)之和為0計(jì)算Cr的化合價(jià)；
（2）煅燒時(shí)鉻鐵礦的成分之一Fe₂O₃沒有參與反應(yīng)，也不溶解與水中，鉻鐵礦煅燒時(shí)生成的NaAlO₂在水溶液中與CO₂生成Al（OH）₃沉淀；
（3）Fe₂O₃與硫酸反應(yīng)生成Fe³⁺離子，檢驗(yàn)Fe³⁺離子用KSCN溶液；
（4）電解熔融的Al₂O₃來冶煉鋁，同時(shí)生成氧氣；
（5）①根據(jù)沉淀溶解平衡CrO₄^2-+Ba²⁺?BaCrO₄及K_sp（BaCrO₄）=C（CrO₄^2-）×C（Ba²⁺）=1.2×10^-10，可得C（Ba²⁺）；
②CrO₄^2-具有氧化性，能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，同時(shí)自身被還原成Cr³⁺；
（6）以溶液Fe₂（SO₄）₃、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K₂FeO₄，根據(jù)原子守恒和得失電子守恒來書寫配平方程式．

解答： 解：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na₂CrO₄和一種紅棕色固體，同時(shí)釋放出CO₂氣體，同時(shí)A1₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑，可知主反應(yīng)為4Fe（CrO₂）₂+7O₂+8Na₂CO₃

高溫  .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂，鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成物通過水浸NaAlO₂進(jìn)入浸出液中，而不溶的Fe₂O₃形成濾渣1，浸出液通過除雜，通入CO₂氣體，形成濾渣2Al（OH）₃沉淀，最后分離出Na₂CrO₄溶液，經(jīng)過酸化、過濾、結(jié)晶得到最終產(chǎn)品重鉻酸鈉晶體（ Na₂Cr₂O₇?2H₂O），
（1）Fe（CrO₂）₂中，F(xiàn)e為+2價(jià)，+2+2[x+（-2）×2]=0，解得x=+3，故答案為：+3；
（2）煅燒時(shí)鉻鐵礦的成分之一Fe₂O₃沒有參與反應(yīng)，也不溶解與水中，所以濾渣1的成分為Fe₂O₃，鉻鐵礦煅燒時(shí)生成的NaAlO₂在水溶液中與CO₂生成Al（OH）₃沉淀，故濾渣2的成分為Al（OH）₃，
故答案為：Fe₂O₃；Al（OH）₃；
（3）Fe₂O₃與硫酸反應(yīng)生成Fe³⁺離子，檢驗(yàn)該溶液中Fe³⁺的方法是取少量溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，
故答案為：取少量溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，證明有Fe³⁺；
（4）電解熔融的Al₂O₃來冶煉鋁，其電解方程式為：2 Al₂O₃（熔融）

電解  .

4Al+3O₂↑；
故答案為：2 Al₂O₃（熔融）

電解  .

4Al+3O₂↑；
（5）①CrO₄^2-+Ba²⁺?BaCrO₄
   5.0×10^-7mol?L^-1 C（Ba²⁺）
K_sp（BaCrO₄）=C（CrO₄^2-）×C（Ba²⁺）=5.0×10^-7×C（Ba²⁺）=1.2×10^-10，C（Ba²⁺）=2.4×10^-4mol/L；
故答案為：2.4×10^-4；
②CrO₄^2-具有氧化性，在酸性條件下能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，同時(shí)自身被還原成Cr³⁺，反應(yīng)的離子方程式為CrO₄^2-+3Fe²⁺+8H⁺=Cr³⁺+3Fe³⁺+4H₂O，
故答案為：CrO₄^2-+3Fe²⁺+8H⁺=Cr³⁺+3Fe³⁺+4H₂O；
（6）以溶液Fe₂（SO₄）₃、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K₂FeO₄，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe₂（SO₄）₃+3KClO+10KOH=2K₂FeO₄+3K₂SO₄+3KCl+5H₂O，
故答案為：Fe₂（SO₄）₃+3KClO+10KOH=2K₂FeO₄+3K₂SO₄+3KCl+5H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的分離提純流程，主要考查了操作流程分析、離子檢驗(yàn)、金屬的冶煉、溶度積常數(shù)的計(jì)算、方程式的書寫等，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生分析問題和解決問題能力．