Question

【題目】重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3，還含有二氧化硅、氧化鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示：

(1)步驟①的主要反應(yīng)為：FeOCr2O3+NaOH+O2Na2CrO4+Fe2O3+H2O 。

上述反應(yīng)配平后氧化劑與還原劑的系數(shù)比為__________。

若在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行步驟①，應(yīng)該在_______中進(jìn)行(填序號(hào))

A.石英坩堝 B.鐵制坩堝 C.氧化鋁坩堝 D.陶瓷坩堝

(2)濾渣1中含量最多的金屬元素是__________(填元素符號(hào))；濾渣2的主要成分是_________及含硅雜質(zhì)；步驟③調(diào)濾液1的pH使之變_________(填“大”或“小”)

(3)向“濾液3”中加入適量KCl，經(jīng)結(jié)晶過(guò)濾得到K2Cr2O7固體。步驟⑤的反應(yīng)類型是___________反應(yīng)。

(4)某工廠用380 kg 鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品250 kg，產(chǎn)率為________×100%(保留2位有效數(shù)字，M(Cr2O3)=152g/mol；M(K2Cr2O7)=294g/mol)

Answer 1

【答案】7：4 B Fe Al(OH)3 小 復(fù)分解 85

【解析】

鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)，制備重鉻酸鉀，由制備流程可知，步驟①的主要反應(yīng)為4FeOCr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O，Cr元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高為+6價(jià)，Fe元素的化合價(jià)由+2價(jià)升高為+3價(jià)，O元素的化合價(jià)由0價(jià)降低為-2價(jià)，由電子、原子守恒可知，反應(yīng)為4FeOCr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O，該步驟不能使用石英坩堝、氧化鋁坩堝、陶瓷容器，原因是二氧化硅與氫氧化鈉高溫下反應(yīng)生成硅酸鈉和水，氧化鋁與氫氧化鈉高溫下反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，則使用鐵坩堝，熔塊水浸過(guò)濾分離出濾渣1含Fe2O3，濾液1中含NaAlO2、Na2CrO4，調(diào)節(jié)pH過(guò)濾分離出Al（OH）3、含Si物質(zhì)，濾液2中含Na2CrO4，④中調(diào)節(jié)pH發(fā)生2CrO42－+2H＋Cr2O72－+H2O，濾液3含Na2Cr2O7，由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7，可知⑤中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體后得到K2Cr2O7，溶解度小的析出。

（1）步驟①的主要反應(yīng)為：4FeOCr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O 。

上述反應(yīng)配平后氧化劑與還原劑的系數(shù)比為7：4。

若在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行步驟①，該步驟不能使用石英坩堝、氧化鋁坩堝、陶瓷容器，原因是二氧化硅與氫氧化鈉高溫下反應(yīng)生成硅酸鈉和水，氧化鋁與氫氧化鈉高溫下反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，故選B。

故答案為：7：4 ；B ；

（2）熔塊水浸過(guò)濾分離出濾渣1含Fe2O3，濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe(填元素符號(hào))；濾液1中含NaAlO2、Na2CrO4，調(diào)節(jié)pH過(guò)濾分離出Al（OH）3、含Si物質(zhì)，故濾渣2的主要成分是Al（OH）3及含硅雜質(zhì)；步驟③調(diào)濾液1的pH使之變小，增大氫離子濃度；

故答案為： Fe ；Al(OH)3 ；��；

（3）向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾得到K2Cr2O7固體，由溶解度可知，冷卻到40℃K2Cr2O7固體的溶解度在四種物質(zhì)中較小，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，該反應(yīng)在溶液中能發(fā)生的原因是：K2Cr2O7的溶解度小，反應(yīng)類型為復(fù)分解；

故答案為：復(fù)分解；

（4）用380 kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品 250 kg，產(chǎn)率為 ×100%，由Cr原子守恒可知，由Cr原子守恒可知，則產(chǎn)率= =×100%=85%；

故答案為：85。