Question

重鉻酸銨[(NH4)2Cr2O7]是一種橘黃色晶體，可用作有機合成催化劑、實驗室制純凈的N2及Cr2O3等。實驗室可由工業(yè)級鉻酸鈉(Na2CrO4)制取重鉻酸銨。有關物質的溶解度如圖所示。

實驗步驟如下：

步驟1：將鉻酸鈉溶于適量的水，加入一定量濃硫酸酸化，使鉻酸鈉轉化為重鉻酸鈉。

步驟2：將上述溶液蒸發(fā)結晶，并趁熱過濾。

步驟3：將步驟2得到的晶體再溶解，再蒸發(fā)結晶并趁熱過濾。

步驟4：將步驟2、3得到的濾液冷卻至40 ℃左右進行結晶，用水洗滌，獲得重鉻酸鈉晶體。

步驟5：將步驟4得到的重鉻酸鈉和氯化銨按物質的量之比1∶2 溶于適量的水中，加熱至105～110 ℃，讓其充分反應。

(1)步驟1是一個可逆反應，該反應的離子方程式為_____________。

(2)步驟2、3的主要目的是_______________________________________。

(3)步驟4在40 ℃左右結晶，其主要目的是________________________________。

(4)步驟5獲得(NH4)2Cr2O7還需補充的操作有_________________________________。

(5)(NH4)2Cr2O7受熱分解制取Cr2O3的化學方程式為_____________________________。

(6)對上述產品進行檢驗和含量測定。

①檢驗產品中是否含有K＋的實驗方法是_________________________________。

②為了測定上述產品中(NH4)2Cr2O7的含量，稱取樣品0.150 0 g，置于錐形瓶中，加50 mL水，再加入2 g KI(過量)及稍過量的稀硫酸溶液，搖勻，暗處放置10 min，然后加150 mL蒸餾水并加入3 mL 0.5%淀粉溶液，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3標準溶液30.00 mL，則上述產品中(NH4)2Cr2O7的純度為__________(假定雜質不參加反應，已知：Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O，I2＋2S2O===2I－＋S4O)

Answer 1

答案　(1)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O

(2)除去硫酸鈉雜質　(3)盡量使Na2SO4不析出

(4)冷卻結晶、過濾、冰水洗滌及干燥

(5)(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋N2↑＋4H2O

(6)①用潔凈的鉑絲在酒精燈外焰上灼燒至無色，然后沾取晶體或蘸其溶液少許，在酒精燈外焰上灼燒，透過藍色的鈷玻璃觀察，若火焰顯紫色說明含有K＋，否則不含

②84.0%

解析　(1)加入濃硫酸后，鉻酸鈉會轉化為重鉻酸鈉，此可逆反應的離子方程式為2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O。

(2)步驟2、3采用了重結晶法，目的是除去溶液中可溶性的雜質，應該是硫酸鈉。

(3)由圖像可看出40 ℃時硫酸鈉的溶解度最大，此時主產品結晶并盡可能地避免雜質硫酸鈉結晶析出。

(4)由圖像可看出重鉻酸銨隨著溫度升高，溶解度增大，則要得到重鉻酸銨，需要將所得溶液進行冷卻結晶、過濾、洗滌(最好是用冰水洗滌以減少損失)和干燥。

(6)①K＋的檢驗采用的是焰色反應，且要透過藍色的鈷玻璃觀察火焰顏色，焰色為紫色。

②根據(jù)題給反應得出：

(NH4)2Cr2O7～3I2～6Na2S2O3

252 g  6 mol

x  0.100 0 mol·L－1×0.03 L

解得x＝0.126 0 g，則(NH4)2Cr2O7的純度為×100%＝84.0%。