Question

【題目】重鉻酸鉀是一種常見的強氧化劑。實驗室以精選鉻鐵礦(主要成分可表示為FeO.Cr2O3,還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì))為原料制備重鉻酸鉀晶體(K2Cr2O7，式量294)的流程如下：

請回答下列問題：

（1）操作1中發(fā)生的反應(yīng)有：

4FeO·Cr2O3 ＋ 8Na2CO3 ＋ 7O2 ＝ 8Na2CrO4 ＋ 2Fe2O3 ＋ 8CO2↑

Na2CO3 ＋ Al2O3 ＝ 2NaAlO2 ＋ CO2↑ Na2CO3 ＋ SiO2 ＝ Na2SiO3 ＋ CO2↑

該步驟在常溫下的反應(yīng)速率較慢，為使反應(yīng)速率增大，可采取的措施是_____________________，__________________________。(寫出兩條)

（2）固體Y中主要含有 ______________。(填寫化學式)

（3）酸化步驟使含鉻物質(zhì)發(fā)生了轉(zhuǎn)化為_________，請寫出離子反應(yīng)方程式____________。

（4）操作4中的化學反應(yīng)在溶液中能發(fā)生的可能理由是_________________，獲得晶體的操作依次是：加入KCl固體，在水浴上加熱濃縮至____________________，冷卻結(jié)晶，抽濾、洗滌、干燥。

（5）通過下列實驗可測定產(chǎn)品中重鉻酸鉀的質(zhì)量分數(shù)：

稱取重鉻酸鉀試樣1.470g，用100mL容量瓶配制成溶液。移取25.00mL溶液于碘量瓶中，加入適量稀硫酸和足量碘化鉀(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3+)，放于暗處5min。然后加入一定量的水，加入淀粉指示劑，用0.1500mol/L Na2S2O3標準溶液滴定，共消耗標準液36.00mL。滴定時發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為：I2 ＋ 2S2O32－ ＝ 2I－ ＋ S4O62－則所測定產(chǎn)品中重鉻酸鉀的純度為___________。

（6）有關(guān)上述實驗過程中涉及的部分實驗操作的描述，正確的是____________。

A．粗產(chǎn)品若要進一步提純，可以采用重結(jié)晶的方法

B．配制溶液時，用托盤天平稱取試樣后，一般經(jīng)溶解、轉(zhuǎn)移(含洗滌)、定容等步驟，配制成100mL溶液

C．滴定時，當最后一滴標準溶液滴入時，溶液變?yōu)樗{色，且半分鐘內(nèi)不變色，可判斷滴定終點

D．滴定終點時俯視讀數(shù)，測定結(jié)果偏低

Answer 1

【答案】 升高溫度 將原料粉碎、使用催化劑等 Al(OH)3、H2SiO3 Cr2O72- 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 該條件下，K2Cr2O7的溶解度很小 溶液表面出現(xiàn)少量固體 72% AD

【解析】試題分析：根據(jù)操作1中發(fā)生的反應(yīng)：4FeO·Cr2O3＋ 8Na2CO3＋ 7O2＝ 8Na2CrO4＋ 2Fe2O3＋ 8CO2↑，Na2CO3＋ Al2O3＝ 2NaAlO2＋ CO2↑，Na2CO3＋ SiO2＝ Na2SiO3＋ CO2↑。鉻鐵礦通過焙燒，生成Na2CrO4、NaFeO2、Na2SiO3、NaOH和NaAlO2的混合體系，然后加水溶解得固體氫氧化鐵和溶液Na2CrO4、Na2SiO3、NaOH、NaAlO2，再調(diào)節(jié)溶液的pH，使偏鋁酸鹽完全沉淀，硅酸鹽完全沉淀；繼續(xù)調(diào)節(jié)溶液的pH使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，最后向所得溶液中加入氯化鉀，生成溶解度極小的K2Cr2O7。

⑴根據(jù)影響化學反應(yīng)速率的因素，為使反應(yīng)速率增大，可采取的措施有升高溫度、將原料粉碎、使用催化劑等，故答案為：升高溫度、將原料粉碎、使用催化劑等；

⑵根據(jù)上述分析，固體Y中主要含有氫氧化鋁和硅酸，故答案為：Al(OH)3、H2SiO3；

⑶酸化步驟使使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，離子反應(yīng)方程式為2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，故答案為：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O；

⑷該條件下，K2Cr2O7的溶解度很小，使得操作4中的反應(yīng)過程中生成了K2Cr2O7沉淀，獲得晶體的操作依次是：加入KCl固體，在水浴上加熱濃縮至溶液表面出現(xiàn)少量固體，冷卻結(jié)晶，抽濾、洗滌、干燥，故答案為：該條件下，K2Cr2O7的溶解度很小；溶液表面出現(xiàn)少量固體；

⑸反應(yīng)Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可得反應(yīng)的關(guān)系式為Cr2O72-～3I2～6S2O32-，設(shè)配制的25.00mL重鉻酸鉀溶液中重鉻酸鉀的物質(zhì)的量為nmol，

Cr2O72-～3I2～6S2O32-

1 6

n 0.1500mol/L×0.036L

1：6=n：(0.1500mol/L×0.036L)，n==0.0009mol，則100mL重鉻酸鉀溶液中重鉻酸鉀的物質(zhì)的量為0.0009mol×=0.0036mol，重鉻酸鉀的純度=×100%=72%，故答案為：72%；

⑹A．粗產(chǎn)品若要進一步提純，可以采用重結(jié)晶的方法進行提純，故A正確；B．配制溶液時，用托盤天平稱取試樣后，一般經(jīng)溶解、冷卻、轉(zhuǎn)移(含洗滌)、定容、搖勻等步驟，配制成100mL溶液，故B錯誤；C．滴定時發(fā)生I2＋ 2S2O32－＝ 2I－＋ S4O62－，當最后一滴標準溶液滴入時，溶液變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色，可判斷滴定終點，故C錯誤；D．滴定終點時俯視讀數(shù)，導致標準溶液的體積偏小，根據(jù)c(待測)=，測定結(jié)果偏低，故D正確，故選AD。