Question

【題目】重鉻酸鉀(K2Cr2O7)為用途極廣的含鉻化合物，可用于制備鉻礬、火柴、鉻顏料，并用于鞣革、電鍍、有機合成等。鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3，還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì)，以鉻鐵礦為原料制備K2Cr2O2晶體的過程如圖所示

根據(jù)題意回答下列問題：

(1)煅燒時，鉻鐵礦發(fā)生復(fù)雜反應(yīng)生成Na2CrO4和 NaFeO2，同時雜質(zhì)SiO2、Al2O3與Na2CO3發(fā)生反應(yīng)，其中Al2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

(2) NaFeO2遇水強烈水解生成濾渣1，反應(yīng)的離子方程式為______。

(3)濾液1和濾液2均需調(diào)節(jié)溶液pH，濾液1調(diào)節(jié)pH為7~8的目的為_____；濾液2調(diào)節(jié)pH約為5的目的是_____。

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

(4)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體，析出K2Cr2O7晶體。分析此法能夠制得K2Cr2O7晶體的原因：____；為了從溶液中得到較多K2Cr2O7晶體的操作過程是____、____、過濾、洗滌、干燥。

(5)KCr2O7產(chǎn)品含量測定：準(zhǔn)確稱取試樣2.5g，配成250ml溶液，用移液管吸取25.00mL溶液于碘量瓶中，加入10mL2mol·L-1硫酸、2gKI，放于暗處5min，另加l00m水，用0.2000mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定至溶液呈黃綠色，再加人3mL淀粉溶液繼續(xù)滴定至藍色褪去并呈亮綠色。進行平行實驗三次，平均消耗NaS2O3標(biāo)準(zhǔn)液的體積為25.00mL.K2Cr2O7產(chǎn)品的純度為______。已知有關(guān)反應(yīng)如下：；

Answer 1

【答案】Na2CO3+Al2O32NaAlO2+ CO2↑ FeO2-+2H2O =OH-+Fe(OH)3↓ 使NaAlO2、Na2SiO3反應(yīng)生成Al(OH)3、H2SiO3除去 使Na2CrO4在酸性條件下轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7 同溫下，Na2CrO4的溶解度大于K2Cr2O7，冷卻時會析出K2Cr2O7晶體 加熱濃縮 冷卻結(jié)晶 98%

【解析】

由流程圖可知，焙燒時發(fā)生反應(yīng)鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3，還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì)，將鉻鐵礦和碳酸鈉、氧氣混合焙燒，發(fā)生反應(yīng)：4 FeO·Cr2O3+8 Na2CO3+7O28 Na2CrO4+ 2Fe2O3+8 CO2↑、Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+ CO2↑、Na2CO3+Al2O32NaAlO2+ CO2↑，然后水浸時發(fā)生NaFeO2+2H2O =NaOH+Fe(OH)3↓，過濾得到濾渣1和濾液1，Na2Cr2O7有強氧化性，濾液1中主要成分NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4、NaOH，濾渣1為Fe(OH)3；將濾液1調(diào)節(jié)pH使NaAlO2、Na2SiO3反應(yīng)生成Al(OH)3、H2SiO3，濾渣2 Al(OH)3、H2SiO3，濾液2主要是Na2CrO4，調(diào)節(jié)溶液pH使溶液呈酸性，溶質(zhì)變?yōu)?/span>Na2Cr2O7，然后加入氯化鉀固體，因為Na2CrO4的溶解度大于K2Cr2O7，所以得到K2Cr2O7晶體，采用過濾的方法得到K2Cr2O7晶體。

（1）根據(jù)題中的信息可知，Al2O3與Na2CO3反應(yīng)生成NaAlO2，反應(yīng)化學(xué)方程式為：Na2CO3+Al2O32NaAlO2+ CO2↑；

（2）根據(jù)分析可知濾渣1為Fe(OH)3，反應(yīng)的離子方程式為：FeO2-+2H2O =OH-+Fe(OH)3↓；

（3）濾液1調(diào)節(jié)pH使NaAlO2、Na2SiO3反應(yīng)生成Al(OH)3、H2SiO3，達到除雜目的；濾液2調(diào)節(jié)pH約為5的目的是使Na2CrO4在酸性條件下轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7；

（4）由圖表中的數(shù)據(jù)可知同溫下，Na2CrO4的溶解度大于K2Cr2O7，溶液中加入氯化鉀固體，生成溶解度小的K2Cr2O7，K2Cr2O7晶體的溶解度受溫度影響比較大，雜質(zhì)能溶于水得到較多晶體操作是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；K2Cr2O7晶體進一步提純的操作是重結(jié)晶；

（5）根據(jù)所給的兩個方程式可知道物質(zhì)間的數(shù)量關(guān)系，由此確定關(guān)系式：K2Cr2O73I26 Na2S2O3，n(Na2S2O3)=(0.2000×25.00×10-3)mol，則樣品中n(K2Cr2O7)=

，則純度為：=98% 。