Question

紅礬（重鉻酸鈉Na₂Cr₂O₇）是一種非常重要的工業(yè)產(chǎn)品；工業(yè)上生產(chǎn)紅礬的工藝流程如下：①鉻鐵礦（可視為FeO?Cr₂O₃、還含有Al₂O₃、SiO₂）與純堿、石灰石混合后通過空氣焙燒（使鉻轉(zhuǎn)化為+6價(jià)化合物）②焙燒產(chǎn)物加水后，并用硫酸調(diào)成中性溶液③過濾、濾液加硫酸酸化、濃縮、結(jié)晶成紅礬．
（1）完成下列化學(xué)方程式：
SiO₂+CaCO₃

焙燒

 

；Al₂O₃+Na₂CO₃

焙燒

 

．
（2）配平下列反應(yīng)方程式，填上系數(shù)：

 

 FeO?Cr₂O₃+

 

Na₂CO₃+

 

O₂=

 

Na₂CrO₄+

 

Fe₂O₃+

 

CO₂
（3）用水浸取焙燒產(chǎn)物，并用硫酸調(diào)成中性的目的是

 

，并寫出有關(guān)的離子方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：硅和二氧化硅,氧化還原反應(yīng)方程式的配平,鎂、鋁的重要化合物

專題：

分析：（1）碳酸鈣和二氧化硅在高溫下生成硅酸鈣和二氧化碳，碳酸鈉和氧化鋁在高溫下生成偏鋁酸鈉和二氧化碳；
（2）反應(yīng)只有O元素的化合價(jià)降低，由0價(jià)降低為-2價(jià)，還原劑是FeO?Cr₂O₃，鐵元素和鉻元素失電子化合價(jià)升高，氧化還原反應(yīng)中，元素化合價(jià)升高值等于元素化合價(jià)降低值，根據(jù)電子守恒來配平方程式；
（3）焙燒產(chǎn)物為CaSiO₃、NaAlO₂、Na₂CrO₄、Fe₂O₃，用水浸取焙燒產(chǎn)物，并用硫酸調(diào)成中性的目的是提取可溶物質(zhì)，并使AlO₂^-轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃，據(jù)此分析解答；

解答： 解：（1）碳酸鈣和二氧化硅在高溫下反應(yīng)：SiO₂+CaCO₃

高溫  .

CaSiO₃+CO₂，碳酸鈉和氧化鋁在高溫下反應(yīng)：Al₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂，
故答案為：SiO₂+CaCO₃

高溫  .

CaSiO₃+CO₂；Al₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂；
（2）該反應(yīng)中元素的化合價(jià)變化如下：O₂→O，O元素的化合價(jià)由價(jià)0→-2價(jià)，一個(gè)O₂得到4個(gè)電子；
FeO?Cr₂O₃→Fe₂O₃，F(xiàn)eO?Cr₂O₃→Na₂CrO₄，F(xiàn)e元素的化合價(jià)由+2價(jià)→+3價(jià)，失去e^-，Cr元素的化合價(jià)由+3價(jià)→+6價(jià)，失去3e^-，1molFeO?Cr₂O₃失去7mol電子，1molO₂得到4mol電子，化合價(jià)升高數(shù)=化合價(jià)降低數(shù)，所以得失電子的最小公倍數(shù)為28，所以方程式為：4FeO?Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂

高溫  .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂，
故答案為：4、8、7、8、2、8；
（3）焙燒產(chǎn)物為CaSiO₃、NaAlO₂、Na₂CrO₄、Fe₂O₃，用水浸取焙燒產(chǎn)物，溶液中主要溶質(zhì)為NaAlO₂、Na₂CrO₄、用硫酸調(diào)成中性溶液AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，使AlO₂^-轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃，過濾、濾液加硫酸酸化、濃縮、結(jié)晶成紅礬Na₂Cr₂O₇，
故答案為：提取可溶物質(zhì)，并使AlO₂^-轉(zhuǎn)化成Al（OH）₃；AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了元素化合物知識(shí)，側(cè)重考查氧化還原反應(yīng)方程式的書寫，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等和原子守恒配平，明確元素的化合價(jià)是解本題的關(guān)鍵，題目難度中等．