【題目】某Cr2O3樣品中含有少量Al2O3、MgO等雜質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室以此樣品為主要原料制取重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的流程如下:

已知:2CrO42+2H+Cr2O72+H2O

1) 上述氧化過(guò)程中,若將1 mol Cr2O3轉(zhuǎn)化成Na2CrO4,消耗氧氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)________。

2) 酸化1中為確保溶液中Al3+AlO2濃度均不超過(guò)106 mol·L1,需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是________。

已知:Al(OH)3(s) H++AlO2+H2OK1×1014;Ksp[Al(OH)3]1×1033

3)酸化2后所得溶液加入KCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),該反應(yīng)能發(fā)生的原因是_________________。

4) 稱取重鉻酸鉀試樣2.40 g 配成250 mL溶液,取出25.00 mL于碘量瓶中,加入稀硫酸和足量碘化鉀(鉻被還原為Cr3+)并放于暗處6min左右,然后加入適量水和數(shù)滴淀粉指示劑,用0.24 mol·L1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(發(fā)生反應(yīng):I2+2S2O32===2I+S4O62,雜質(zhì)不參與反應(yīng)),共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。求所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計(jì)算過(guò)程)。

【答案】133.6 L;

258;

3K2Cr2O7溶解度比Na2Cr2O7更小

4根據(jù)題意得關(guān)系式K2Cr2O73I26Na2S2O3,

n(K2Cr2O7)×n(Na2S2O3)×0.24 mol·L1×0.020 L0.000 8 mol

m(K2Cr2O7)試樣0.000 8 mol×294 g·mol1×2.352 g

w(K2Cr2O7)×100% 98.0%

【解析】

試題分析:流程分析可知,某Cr2O3樣品中含有少量Al2O3、MgO等雜質(zhì),反應(yīng)器中加入純堿和氧氣,將 Cr2O3轉(zhuǎn)化成Na2CrO4,浸取過(guò)濾得到濾液調(diào)節(jié)溶液PH除去鋁和鎂離子,過(guò)濾得到Na2CrO4溶液,酸化后加入氯化鉀濃縮過(guò)濾干燥得到重鉻酸鉀。

1)若將1mol Cr2O3轉(zhuǎn)化成Na2CrO4Cr2O32Na2CrO46e-,O24e-,

得到2Cr2O33O212e-

2 3

1mol 1.5mol

消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積=1.5mol×22.4L/mol=33.6L,故答案為:33.6;

2)依據(jù)電離平衡常數(shù)和溶度積常數(shù)計(jì)算所需溶液的pH范圍,Al(OH)3(s) H++AlO2-+H2OK=c(AlO2-)×c(H+)=1×10-14,c(H+)=10-8mol/L,溶液pH=8Kap[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=1×10-33 ,c(OH-)=10-9mol/L,c(H+)=10-5mol/L,溶液pH=5,酸化1中為確保溶液中Al3+AlO2-濃度均不超過(guò)10-6 molL-1,需調(diào)節(jié)溶液pH值的范圍是58,故答案為:58;

3)操作中加入KCl的原因溫度對(duì)氯化鈉的溶解度影響小,但對(duì)重鉻酸鉀的溶解度影響較大,K2Cr2O7 溶解度小于Na2Cr2O,利用復(fù)分解反應(yīng),可得到重鉻酸鉀;故答案為:K2Cr2O7溶解度比Na2Cr2O7更小;

4)稱取重鉻酸鉀試樣2.40g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加入稀硫酸和足量碘化鉀(鉻被還原為Cr3+)并放于暗處6min左右,反應(yīng)為Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,然后加入適量水和數(shù)滴淀粉指示劑,用0.24molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(發(fā)生反應(yīng):I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,雜質(zhì)不參與反應(yīng)),共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL,依據(jù)反應(yīng)的定量關(guān)系為:

K2Cr2O7 3I2 6Na2S2O3

1 6

0.24molL-1 ×0.020L n

n=0.0008mol,稱取重鉻酸鉀試樣2.40g配成250mL溶液中重鉻酸鉀質(zhì)量,m(K2Cr2O7) = 0.0008 mol × 294 g/mol × = 2.352g,產(chǎn)品中重鉻酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù) = × 100% = 98.0%,

答:產(chǎn)品中重鉻酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=98.0%

練習(xí)冊(cè)系列答案
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