Question

【題目】工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3＋)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工藝流程如下：

⑴Na2Cr2O7可由FeO·Cr2O3先氧化、再酸化得到。其中FeO·Cr2O3發(fā)生氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeO·Cr2O3＋7O2＋20NaOH8Na2CrO4＋4NaFeO2＋10H2O。該反應(yīng)中每生成1 mol NaFeO2，被Fe元素還原的O2的物質(zhì)的量為______mol。

⑵“調(diào)節(jié)pH＝4”后，溶液中c(Fe3＋)＝4×10－8 mol·L－1，則該溫度下Ksp[Fe(OH)3]＝______。

⑶已知部分物質(zhì)的溶解度曲線如圖所示。反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)類型為______。實(shí)驗(yàn)室由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的K2Cr2O7溶液獲取K2Cr2O7晶體的方法是______。

⑷為測定K2Cr2O7樣品純度（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），實(shí)驗(yàn)過程為：準(zhǔn)確稱量一定質(zhì)量樣品，與足量酸性KI 溶液充分反應(yīng)后，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系分別為：Cr2O72-Cr3＋ S2O32-S4O62-，根據(jù)電子得失守恒可知n(K2Cr2O7)∶n(Na2S2O3)＝______。

Answer 1

【答案】0.25 4×10－38 復(fù)分解反應(yīng) 加熱濃縮、降溫結(jié)晶、過濾 1:6

【解析】

由流程可知，溶解后調(diào)節(jié)pH除去少量雜質(zhì)Fe3＋，過濾后蒸發(fā)結(jié)晶得到Na2Cr2O7，然后加入KCl發(fā)生Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl，結(jié)合溶解度圖可知，低溫下K2Cr2O7的溶解度較小，則冷卻結(jié)晶得到K2Cr2O7，以此解答該題。

（1）由4FeO·Cr2O3＋7O2＋20NaOH8Na2CrO4＋4NaFeO2＋10H2O，由Fe元素還原的O2的物質(zhì)的量占1/(1+2×3)=1/7。該反應(yīng)中每生成1 mol NaFeO2，被Fe元素還原的O2的物質(zhì)的量為7mol÷7÷4=0.25mol；

（2）“調(diào)節(jié)pH＝4”后，pH=4時(shí)c(OH-)=10-10 mol·L－1溶液中c(Fe3＋)＝4×10－8 mol·L－1，則該溫度下Ksp[Fe(OH)3]＝4×10－8×(10-10)3=4×10－38。

（3）加入KCl發(fā)生反應(yīng)Ⅰ：Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl，結(jié)合溶解度圖可知，低溫下K2Cr2O7的溶解度較小，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)類型為復(fù)分解反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的K2Cr2O7溶液為不飽和溶液，先變成飽和溶液，再冷卻結(jié)晶，獲取K2Cr2O7晶體的方法是加熱濃縮、降溫結(jié)晶、過濾。

（4）實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系分別為：Cr2O72-Cr3＋ S2O32-S4O62-，1molK2Cr2O7中Cr由+6降為+3價(jià)，共降6價(jià)，得6mol電子，1molNa2S2O3中S由+2價(jià)升為+2.5價(jià)，共升1價(jià)，失1mol電子，根據(jù)電子得失守恒可知n(K2Cr2O7)∶n(Na2S2O3)＝1:6。