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)。工藝流程及相關(guān)物質(zhì)溶解度曲線如圖：

(1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學(xué)方程式為：________。通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的原因是________。

(2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是_________。

(3)固體A主要為_______(填化學(xué)式)，固體B主要為_________(填化學(xué)式)。

(4)為檢驗(yàn)得到的重鉻酸鉀晶體中含有少量的氯化鈉雜質(zhì)，實(shí)驗(yàn)方法是：________；進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是_________。

(5)將SO2通入用硫酸酸化的重鉻酸鉀溶液中，可制得硫酸鉻鉀KCr(SO4)2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______；如果溶液的酸堿性控制不當(dāng)，可能會(huì)有Cr(OH)SO4雜質(zhì)生成。現(xiàn)從得到的硫酸鉻鉀產(chǎn)品中取出3.160g樣品加入足量鹽酸和BaCl2溶液后，得到白色沉淀5.126g。若產(chǎn)品中雜質(zhì)只有Cr(OH)SO4，則該產(chǎn)品中KCr(SO4)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______（用百分?jǐn)?shù)表示，保留1位小數(shù)）。〖摩爾質(zhì)量/g·mol-1：KCr(SO4)2：283；Cr(OH)SO4：165〗

Answer 1

【答案】Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl 低溫下K2Cr2O7溶解度遠(yuǎn)小于其他組分，隨溫度的降低，K2Cr2O7的溶解度明顯減小 除去Fe3+ NaCl K2Cr2O7 取少量重鉻酸鉀樣品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸銀溶液，有白色沉淀生成即說明產(chǎn)品中含有氯化鈉雜質(zhì) 重結(jié)晶 K2Cr2O7+3SO2+H2SO4=2KCr(SO4)2+H2O 89.6%

【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，母液II蒸發(fā)濃縮只有析出NaCl(A)，母液Ⅲ冷卻結(jié)晶主要得到K2Cr2O7(B)，根據(jù)AgCl的難溶性來驗(yàn)證NaCl的存在性；利用K2Cr2O7的溶解度比同溫下Na2Cr2O7的小，用重結(jié)晶方法提純物質(zhì)，以此來解答。

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，母液II蒸發(fā)濃縮只有析出NaCl(A)，母液Ⅲ冷卻結(jié)晶主要得到K2Cr2O7(B)。

(1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學(xué)方程式為Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，由溶解度圖可知，低溫下K2Cr2O7的溶解度遠(yuǎn)小于其它組分，隨溫度的降低，K2Cr2O7的溶解度明顯減小，則可通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7晶體；

(2)母液中含少量雜質(zhì)Fe3+，向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是除去雜質(zhì)Fe3+離子；

(3)由上述分析可知，A為NaCl，B為K2Cr2O7；

(4)氯化鈉溶于水后電離出來的氯離子和硝酸酸化的硝酸銀可以生成白色難溶于酸的沉淀AgCl，故檢驗(yàn)K2Cr2O7晶體中含有少量的氯化鈉的方法是：取少量重鉻酸鉀樣品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸銀溶液，有白色沉淀生成即說明產(chǎn)品中含有氯化鈉雜質(zhì)；K2Cr2O7的溶解度比同溫下Na2Cr2O7的小，所以進(jìn)一步提純K2Cr2O7晶體可以用重結(jié)晶方法；

(5)該反應(yīng)中S元素化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?/span>+6價(jià)、Cr元素化合價(jià)由+6價(jià)變?yōu)?/span>+3價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等配平方程式K2Cr2O7+3SO2+H2SO4=2KCr(SO4)2+H2O，5.126g白色沉淀為：BaSO4，物質(zhì)的量n(BaSO4)==0.022mol，設(shè)硫酸鉻鉀的物質(zhì)的量為x，Cr(OH)SO4的物質(zhì)的量為y，依據(jù)硫酸根守恒以及質(zhì)量守恒得出：2x+y=0.022mol，x×283+y×165=3.160g，解得x=0.01mol，y=0.002mol，，故KCr(SO4)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=89.6%。