Question

以含有Al₂O₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)的鉻鐵礦[主要成份為Fe（CrO₂）₂]為主要原料生產(chǎn)重鉻酸鈉晶體（ Na₂Cr₂O₇?2H₂O）的主要工藝流程如下：
己知：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na₂CrO₄和一種紅棕色固體，同時釋放出CO₂氣體，同時A1₂O₃+Na₂CO₃ 

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑．請回答：
（1）在鉻鐵礦Fe（CrO₂）₂中，Cr的化合價為

 

．
（2）濾渣1的成分為

 

，濾渣2的成分為

 

．
（3）將濾渣l放入稀硫酸溶解后得溶液W，檢驗(yàn)該溶液中金屬離子的方法是

 

．
（4）寫出鉻鐵礦煅燒的化學(xué)方程式

 

．
（5）含CrO₄^2-的廢水可用下列方法治理：
CrO₄^2-

綠礬

H+

Cr³⁺

石灰水

Cr（OH）₃．寫出酸性條件下 CrO₄^2-與綠礬在溶液中反應(yīng)的離子方程式

 

（6）某高效凈水劑是由K₂FeO₄得到的，工業(yè)上以溶液W、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K₂FeO₄，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計題

分析：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na₂CrO₄和一種紅棕色固體，同時釋放出CO₂氣體，同時A1₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑，可知主反應(yīng)為4Fe（CrO₂）₂+7O₂+8Na₂CO₃

高溫  .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂，鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成物通過水浸NaAlO₂進(jìn)入浸出液中，而不溶的Fe₂O₃形成濾渣1，浸出液通過除雜，通入CO₂氣體，形成濾渣2Al（OH）₃沉淀，最后分離出Na₂CrO₄溶液，經(jīng)過酸化、過濾、結(jié)晶得到最終產(chǎn)品重鉻酸鈉晶體（ Na₂Cr₂O₇?2H₂O）．
（1）根據(jù)化合物中正負(fù)化合價之和為0計算Cr的化合價；
（2）煅燒時鉻鐵礦的成分之一Fe₂O₃沒有參與反應(yīng)，也不溶解與水中，鉻鐵礦煅燒時生成的NaAlO₂在水溶液中與CO₂生成Al（OH）₃沉淀；
（3）Fe₂O₃與硫酸反應(yīng)生成Fe³⁺離子，檢驗(yàn)Fe³⁺離子用KSCN溶液；
（4）根據(jù)己知：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na₂CrO₄和一種紅棕色固體，同時釋放出CO₂氣體，可知反應(yīng)物為Fe（CrO₂）₂、O₂和Na₂CO₃，生成物為Na₂CrO₄、Fe₂O₃和CO₂；
（5）CrO₄^2-具有氧化性，能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，同時自身被還原成Cr³⁺；
（6）以溶液Fe₂（SO₄）₃、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K₂FeO₄，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe₂（SO₄）₃+3KClO+10KOH=2K₂FeO₄+3K₂SO₄+3KCl+5H₂O．

解答： 解：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na₂CrO₄和一種紅棕色固體，同時釋放出CO₂氣體，同時A1₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑，可知主反應(yīng)為4Fe（CrO₂）₂+7O₂+8Na₂CO₃

高溫  .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂，鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成物通過水浸NaAlO₂進(jìn)入浸出液中，而不溶的Fe₂O₃形成濾渣1，浸出液通過除雜，通入CO₂氣體，形成濾渣2Al（OH）₃沉淀，最后分離出Na₂CrO₄溶液，經(jīng)過酸化、過濾、結(jié)晶得到最終產(chǎn)品重鉻酸鈉晶體（ Na₂Cr₂O₇?2H₂O），
（1）Fe（CrO₂）₂中，F(xiàn)e為+2價，+2+2[x+（-2）×2]=0，解得x=+3，故答案為：+3；
（2）煅燒時鉻鐵礦的成分之一Fe₂O₃沒有參與反應(yīng)，也不溶解與水中，所以濾渣1的成分為Fe₂O₃，鉻鐵礦煅燒時生成的NaAlO₂在水溶液中與CO₂生成Al（OH）₃沉淀，故濾渣2的成分為Al（OH）₃，故答案為：Fe₂O₃；Al（OH）₃；
（3）Fe₂O₃與硫酸反應(yīng)生成Fe³⁺離子，檢驗(yàn)該溶液中Fe³⁺的方法是取少量溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，證明有故答案為：取少量溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，溶液變紅，證明有Fe³⁺；
（4）根據(jù)己知：鉻鐵礦在空氣中與純堿煅燒生成Na₂CrO₄和一種紅棕色固體，同時釋放出CO₂氣體，可知反應(yīng)物為Fe（CrO₂）₂、O₂和Na₂CO₃，生成物為Na₂CrO₄、Fe₂O₃和CO₂，所以反應(yīng)方程式為4Fe（CrO₂）₂+7O₂+8Na₂CO₃

高溫  .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂，故答案為：4Fe（CrO₂）₂+7O₂+8Na₂CO₃

高溫  .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂；
（5）CrO₄^2-具有氧化性，在酸性條件下能把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，同時自身被還原成Cr³⁺，反應(yīng)的離子方程式為CrO₄^2-+3Fe²⁺+8H⁺=Cr³⁺+3Fe³⁺+4H₂O，故答案為：CrO₄^2-+3Fe²⁺+8H⁺=Cr³⁺+3Fe³⁺+4H₂O；
（6）以溶液Fe₂（SO₄）₃、次氯酸鉀和氫氧化鉀為原料制備K₂FeO₄，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe₂（SO₄）₃+3KClO+10KOH=2K₂FeO₄+3K₂SO₄+3KCl+5H₂O，故答案為：Fe₂（SO₄）₃+3KClO+10KOH=2K₂FeO₄+3K₂SO₄+3KCl+5H₂O．

點(diǎn)評：作為反應(yīng)流程題，本題思路比較清晰，題項設(shè)置簡單，同時考查學(xué)生分析問題和解決問題能力，難度中等．