Question

【題目】鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3，還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì)，以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7）的工藝如下(部分操作和條件略）：

Ⅰ.將鉻鐵礦和碳酸鈉混合充分焙燒。

Ⅱ.焙燒后的固體加水浸取，分離得到溶液A和固體A。

Ⅲ.向溶液A中加入醋酸調(diào)pH約7～8，分離得到溶液B和固體B。

Ⅳ.再向溶液B中繼續(xù)加醋酸酸化，使溶液pH小于5。

Ⅴ.向上述溶液中加入氯化鉀，得到重鉻酸鉀晶體。

Ⅰ中焙燒發(fā)生的反應(yīng)如下，配平并填寫空缺：

FeOCr2O3 + Na2CO3 + = Na2CrO4 + Fe2O3 + CO2↑；

②Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2↑。

（2）固體A中主要含有 (填寫化學(xué)式）。

（3）已知重鉻酸鉀溶液中存在如下平衡：2CrO42－＋2H+Cr2O72－＋H2O。Ⅳ中調(diào)節(jié)溶液pH＜5時(shí)，其目的是 。

（4）Ⅴ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，已知下表數(shù)據(jù)

物質(zhì)		KCl	NaCl	K2Cr2O7	Na2Cr2O7
溶解度 (g/100g水）	0	28	35.7	4.7	163
	40	40.1	36.4	26.3	215
	80	51.3	38	73	376

①該反應(yīng)能發(fā)生的理由是 。

②獲得K2Cr2O7晶體的操作有多步組成，依次是：加入KCl固體、____________、____________、過濾、洗滌、干燥得到晶體。

（5）Ⅲ中固體B中主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì)，精確分析固體B中氫氧化鋁含量的方法是：稱取n g樣品，加入過量____________(填寫試劑名稱）、溶解、過濾、再通入過量的CO2、…灼燒、冷卻、稱量，得干燥固體m g。計(jì)算樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________(用含m、n的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】

（1）4 8 7O2 8 2 8；

（2）Fe2O3、MgO

（3）由于存在反應(yīng)平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，加入酸，氫離子濃度增大，平衡右移，作用是使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-。

（4）①溫度對氯化鈉的溶解度影響小，但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大，利用復(fù)分解反應(yīng)在低溫下可以得到重鉻酸鉀；②加熱蒸發(fā)；冷卻結(jié)晶。

（5）氫氧化鈉溶液；。

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)中Fe、Cr元素化合價(jià)升高，結(jié)合元素守恒可知缺陷物質(zhì)為氧氣，Fe元素化合價(jià)由+2價(jià)升高為+3價(jià)，Cr元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為+6價(jià)，總升高+7價(jià)，O元素化合價(jià)由0價(jià)降低為-2價(jià)，共降低4價(jià)，化合價(jià)升降最小公倍數(shù)為28，故FeOCr2O3的系數(shù)為4，氧氣系數(shù)為7，再根據(jù)原子守恒配平后方程式為：4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2，故答案為：4；8；7O2；8；2；8；

（2）焙燒時(shí)MgO未反應(yīng)，焙燒后的固體加水浸取，分離得到固體A為Fe2O3、MgO，故答案為：Fe2O3、MgO；

（3）由于存在反應(yīng)平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，加入酸，氫離子濃度增大，平衡左移，作用是使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，故答案為：使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-；

（4）①溫度對氯化鈉的溶解度影響小，但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大，低溫下四種物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小，利用復(fù)分解反應(yīng)在低溫下可以得到重鉻酸鉀，故答案為：溫度對氯化鈉的溶解度影響小，但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大，低溫下四種物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小，利用復(fù)分解反應(yīng)在低溫下可以得到重鉻酸鉀；②加入KCl固體后，利用溶解度不同，溫度對溶解度影響，再經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥可以得到K2Cr2O7晶體，故答案為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶；

（5）固體B中主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì)，為精確分析B中氫氧化鋁含量，先利用氫氧化鋁的兩性，用過量的氫氧化鈉溶液溶解氫氧化鋁，過濾除去不溶物，向?yàn)V液中通入二氧化碳重新生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁固體，根據(jù)Al元素守恒，樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)==，故答案為：NaOH溶液；。