Question

13．工業(yè)上用重鉻酸鈉（Na₂Cr₂O₇）結晶后的母液（含少量雜質(zhì)Fe³⁺）生產(chǎn)重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）．工藝流程如圖1及相關物質(zhì)溶解度曲線如圖2：

（1）由Na₂Cr₂O₇生產(chǎn)K₂Cr₂O₇的化學方程式為：Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl．通過冷卻結晶析出大量K₂Cr₂O₇的原因是低溫下K₂Cr₂O₇的溶解度遠小于其它組分，隨溫度的降低，K₂Cr₂O₇的溶解度明顯減�。�
（2）向Na₂Cr₂O₇母液中加堿液調(diào)pH的目的是除去Fe³⁺．
（3）固體A主要為NaCl（填化學式），固體B主要為K₂Cr₂O₇（填化學式）．
（4）為檢驗得到的重鉻酸鉀晶體中含有少量的氯化鈉雜質(zhì)，實驗方法是：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)；進一步提純產(chǎn)品的方法是重結晶
（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，反應的化學方程式為3SO₂+K₂Cr₂O₇+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂+H₂O；如果溶液的酸堿性控制不當，可能會有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)量分數(shù)為89.6%（用百分數(shù)表示，保留1位小數(shù)）．

Answer 1

分析 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)結晶得到Na₂Cr₂O₇，然后加入KCl發(fā)生Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl，結合溶解度圖可知，低溫下K₂Cr₂O₇的溶解度較小，則冷卻結晶得到K₂Cr₂O₇，母液II蒸發(fā)濃縮只有析出NaCl（A），母液Ⅲ冷卻結晶主要得到K₂Cr₂O₇（B），以此來解答．

解答 解：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)結晶得到Na₂Cr₂O₇，然后加入KCl發(fā)生Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl，結合溶解度圖可知，低溫下K₂Cr₂O₇的溶解度較小，則冷卻結晶得到K₂Cr₂O₇，母液II蒸發(fā)濃縮只有析出NaCl（A），母液Ⅲ冷卻結晶主要得到K₂Cr₂O₇，
（1）由Na₂Cr₂O₇生產(chǎn)K₂Cr₂O₇的化學方程式為Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl，由溶解度圖可知，低溫下K₂Cr₂O₇的溶解度遠小于其它組分，隨溫度的降低，K₂Cr₂O₇的溶解度明顯減小，則可通過冷卻結晶析出大量K₂Cr₂O₇晶體，
故答案為：Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl；低溫下K₂Cr₂O₇的溶解度遠小于其它組分，隨溫度的降低，K₂Cr₂O₇的溶解度明顯減��；
（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Fe³⁺，故答案為：除去Fe³⁺；
（3）由上述分析可知，A為NaCl，B為K₂Cr₂O₇，故答案為：NaCl；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，故檢驗重鉻酸鉀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)，進一步提純晶體的方法是：重結晶，故答案為：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)；重結晶；
（5）該反應中S元素化合價由+4價變?yōu)?6價、Cr元素化合價由+6價變?yōu)?3價，轉移電子數(shù)為6，根據(jù)轉移電子相等配平方程式3SO₂+K₂Cr₂O₇+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂+H₂O，5.126g白色沉淀為：BaSO₄，物質(zhì)的量為：$\frac{5.126g}{233g/mol}$=0.022mol，設硫酸鉻鉀的物質(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：$\left\{\begin{array}{l}{2x+y=0.022mol}\\{x×283+y×165=3.160g}\end{array}\right.$，解得%$\left\{\begin{array}{l}{x=0.01}\\{y=0.002}\end{array}\right.$，故KCr（SO₄）₂的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{0.01mol×283g/mol}{3.160g}$=89.6，故答案為：3SO₂+K₂Cr₂O₇+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂+H₂O；89.6%．

點評 本題考查的二十無機物制備流程，把握生產(chǎn)重鉻酸鉀的實驗流程及溶解度的利用為解答的關鍵，注重分析能力、實驗能力及知識綜合應用能力的綜合考查，題目難度中等．