Question

【題目】重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)俗稱紅礬鈉，在工業(yè)方面有廣泛用途。我國目前主要是以鉻鐵礦(主要成份為FeO、Cr2O3，還含有Al2O3、MgO、SiO2等雜質(zhì))為主要原料進(jìn)行生產(chǎn)，其主要工藝流程如下：

①中涉及的主要反應(yīng)有：

主反應(yīng)：4FeO·Cr2O3＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2

副反應(yīng)：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑

部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Mg(OH)2	Cr(OH)3
完全沉淀時溶液pH	4.7	3.7	11.2	5.6

試回答下列問題：

(1)“①”中反應(yīng)是在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行，反應(yīng)時需不斷攪拌，其作用是________。

(2)“③”中調(diào)節(jié)pH至4.7，目的是________。

(3)“⑤”中加硫酸酸化的目的是使轉(zhuǎn)化為，請寫出該平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：________。

(4)稱取重鉻酸鈉試樣2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶(錐形瓶)中，加入10mL2mol·L－1H2SO4和足量碘化鈉(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3＋)，放于暗處5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(I2＋2＝2I－＋)。

①判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的依據(jù)是：________；

②若實(shí)驗(yàn)中共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL，所得產(chǎn)品的中Na2Cr2O7的純度(設(shè)整個過程中其它雜質(zhì)不參與反應(yīng))________。

Answer 1

【答案】使反應(yīng)物接觸更充分，加快反應(yīng)速率 除去溶液中的、 當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液時，溶液藍(lán)色褪去，半分鐘內(nèi)不恢復(fù) 0.8384(或83.84%)

【解析】

鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鈉，鉻鐵礦(主要成份為FeOCr2O3，還含有Al2O3、MgO、SiO2等雜質(zhì))，鉻鐵礦經(jīng)加入純堿、空氣和輔料氧化煅燒，根據(jù)題目信息可知煅燒后的固體主要成分有Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2以及MgO，水浸后過濾除去難溶物Fe2O3和MgO；稀釋后調(diào)節(jié)pH至4.7，除去溶液中的AlO、SiO，過濾后用硫酸酸化，再經(jīng)加熱濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉晶體，再冷卻結(jié)晶得到重鉻酸鈉。

(4)該滴定實(shí)驗(yàn)的原理是：先用酸化的重鉻酸鈉氧化碘離子生成碘單質(zhì)，之后加入淀粉指示劑，淀粉遇碘變藍(lán)，所以此時溶液呈藍(lán)色；之后加入Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液將碘單質(zhì)還原，滴定終點(diǎn)碘單質(zhì)被完全消耗，溶液藍(lán)色褪去；根據(jù)消耗的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液可以計(jì)算得出被氧化生成的碘單質(zhì)的量，從而確定重鉻酸鈉的量。

(1)固體反應(yīng)物在攪拌時可充分接觸而加快反應(yīng)速率；

(2)根據(jù)分析可知調(diào)節(jié)pH至4.7，可使SiO、AlO生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀過濾除去；

(3)CrO42-在酸性條件下與H+離子反應(yīng)生成Cr2O72-，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為；

(4)①碘單質(zhì)被硫代硫酸鈉還原為碘離子，碘離子不能使淀粉變藍(lán)，據(jù)此可知滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象應(yīng)為：當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液時，溶液藍(lán)色褪去，半分鐘內(nèi)不恢復(fù)；

②氧化Iˉ時自身被還原成Cr3+，根據(jù)電子守恒可知6n(Na2Cr2O7·2H2O)=n(Iˉ)，根據(jù)反應(yīng)方程式I2＋2＝2I－＋可知n(Iˉ)=n()，所以6n(Na2Cr2O7)= n()，則25.00mL試樣溶液中n(Na2Cr2O7·2H2O)==0.0008mol，則試樣中n(Na2Cr2O7)=0.0008mol×=0.008mol，所以試樣中重鉻酸鈉的純度為=83.84%。