Question

1．工業(yè)上以鉻鐵礦（主要成分FeO•Cr₂O₃）、碳酸鈉、氧氣和硫酸為原料生產(chǎn)重鉻酸鈉（Na₂Cr₂O₇•2H₂O）的主要反應如下：
①4FeO•Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂
②2Na₂CrO₄+H ₂SO₄?Na₂SO₄+Na₂Cr₂O₇+H₂O
（1）工業(yè)上反應①需不斷攪拌，其目的是使反應物充分接觸，加快反應速率．
（2）如圖是紅礬鈉（Na₂Cr₂O₇•2H₂O）和Na₂SO₄的溶解度曲線．從Na₂Cr₂O₇和 Na₂SO₄的混合溶液中提取Na₂Cr₂O₇晶體的操作：先將混合溶液蒸發(fā)結(jié)晶，趁熱過濾．趁熱過濾的目的是除去析出的硫酸鈉晶體，可以防止Na₂Cr₂O₇•2H₂O因冷卻結(jié)晶析出而損失；然后將濾液冷卻結(jié)晶，從而析出紅礬鈉．
（3）Na₂Cr₂O₇與KCl進行復分解反應可制取K₂Cr₂O₇，現(xiàn)用重鉻酸鉀測定鐵礦石中鐵的含量，測定原理為：Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+H⁺        Fe³⁺+Cr³⁺+7H₂O （未配平） 實驗步驟如下：
步驟1：將m g鐵礦石加濃鹽酸加熱溶解  
步驟2：加入SnCl₂溶液將Fe³⁺還原
步驟3：將所得溶液冷卻，加入HgCl₂溶液，將過量的Sn²⁺氧化為Sn⁴⁺
步驟4：加入15mL硫酸和磷酸的混合酸及5滴0.2%二苯胺磺酸鈉指示劑
步驟5：立即用c mol•L^-1重鉻酸鉀溶液滴定至溶液呈穩(wěn)定紫色，即為終點，消耗重鉻酸鉀溶液V mL
①如省去步驟③，則所測定的鐵的含量偏高（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．
②步驟5使用的主要玻璃儀器有酸式滴定管、錐形瓶．
③則測定鐵礦石中鐵的含量的計算式為$\frac{56×6VC}{1000m}$（用字母表示，不用化簡）．

Answer 1

分析 （1）反應①是在回轉(zhuǎn)窯中進行，反應時需不斷攪拌，使反應物充分接觸，加快反應速率；
（2）由圖可知，溫度高有利于硫酸鈉結(jié)晶析出，可以防止Na₂Cr₂O₇•2H₂O結(jié)晶析出；濾液的溫度較高，從溶液中獲得晶體需要冷卻結(jié)晶；
（3）由溶解度可知，較高溫下K₂Cr₂O₇的溶解度大，氯化鈉、氯化鉀的溶解度較小，較低溫度下，下K₂Cr₂O₇的溶解度小，氯化鈉、氯化鉀的溶解度較大，K₂Cr₂O₇的溶解度受溫度影響大．應在較高溫度下將Na₂Cr₂O₇與KCl混合，再冷卻結(jié)晶，可得K₂Cr₂O₇．
①重鉻酸鉀溶液能氧化Sn²⁺，使消耗的重鉻酸鉀溶液體積偏大，計算鐵元素的質(zhì)量偏高；
②步驟5的操作是滴定，酸性高錳酸鉀具有強氧化性，應使用酸式滴定管，錐形瓶內(nèi)盛放待測液；
③根據(jù)得失電子數(shù)守恒來配平Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+H⁺-Fe³⁺+Cr³⁺+7H₂O 可得出6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-計算鐵礦石中鐵的含量．

解答 解：（1）反應①是在回轉(zhuǎn)窯中進行，反應時需不斷攪拌，使反應物充分接觸，加快反應速率；
故答案為：使反應物充分接觸，加快反應速率；
（2）由圖可知，溫度高有利于硫酸鈉結(jié)晶析出，趁熱過濾可以防止Na₂Cr₂O₇•2H₂O結(jié)晶析出；濾液的溫度較高，從溶液中獲得晶體需要冷卻結(jié)晶，
故答案為：除去析出的硫酸鈉晶體，可以防止Na₂Cr₂O₇•2H₂O因冷卻結(jié)晶析出而損失；冷卻結(jié)晶；
（3）①重鉻酸鉀溶液能氧化Sn²⁺，使消耗的重鉻酸鉀溶液體積偏大，計算鐵元素的質(zhì)量偏高，所測定的鐵的含量偏高，
故答案為：偏高；
②步驟5的操作是滴定，酸性高錳酸鉀具有強氧化性，應使用酸式滴定管，錐形瓶內(nèi)盛放待測液，
故答案為：酸式滴定管、錐形瓶；
③根據(jù)得失電子數(shù)守恒來配平反應：Cr₂O₇^2-中Cr元素顯+6價，后變?yōu)镃r³⁺的+3價，故1molCr₂O₇^2-得6mol電子，而1molFe²⁺變?yōu)镕e3⁺時失1mol電子，故根據(jù)得失電子數(shù)守恒可知，F(xiàn)e²⁺的計量數(shù)為6，則Fe3⁺的計量數(shù)也為6，Cr₂O₇^2-的計量數(shù)為1，根據(jù)Cr原子的守恒，Cr³⁺的計量數(shù)為2；根據(jù)O原子的守恒，可知H₂O的計量數(shù)為7；根據(jù)H原子的守恒，可知H⁺的計量數(shù)為14，故配平后的反應：Cr₂O₇²+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，根據(jù)反應6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，可得出6Fe²⁺～Cr₂O₇^2-，消耗 c mol•L^-1K₂Cr₂O₇溶液體積為VmL時，物質(zhì)的量為：Cmol/L×0.001VL=0.001CVmol，鐵礦石中鐵元素的百分含量是：$\frac{0.001CVmol×6×56g/mol}{m}$=$\frac{56×6VC}{1000m}$，
故答案為：$\frac{56×6VC}{1000m}$．

點評 本題考查學生對數(shù)據(jù)及圖象的分析、常用化學用語、氧化還原反應滴定等，題目難度中等，是對學生綜合能力的考查，需要學生基本扎實的基礎與運用知識分析解決問題的能力．