Question

【題目】鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3，還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質，以下是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K2Cr2O7）的流程圖：

已知：

①4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑；

②Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑；

根據題意回答下列問題：

（1）操作I在常溫下該反應速度極慢，下列措施中能使反應速率增大的是______．

A．升高溫度 B．通入過量的空氣 C．將原料粉碎 D．增加純堿的用量

（2）固體X中主要含有______（填寫化學式）；

（3）酸化步驟用鹽酸調節(jié)溶液pH＜5，并煮沸其目的是______．（離子方程式表示）

（4）操作 iv有多步組成，獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮、______、______、洗滌、干燥．

（5）表是相關物質的溶解度數據，操作Ⅲ發(fā)生反應的化學方程式是：Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7↓+2NaCl．

該反應在溶液中能發(fā)生的理由是______．（文字說明）

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

（6）副產品Y主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質，精確分析Y中氫氧化鋁含量的方法是稱取n g樣品，加入過量______（填寫試劑）、溶解、過濾、再______（填寫試劑）、…灼燒、冷卻、稱量，得干燥固體m g．計算樣品中氫氧化鋁的質量分數為______（用含m、n的代數式表示）．

Answer 1

【答案】ABC Fe2O3、MgO Cr2O72﹣+H2O═2CrO42﹣+2H+ 冷卻結晶 過濾 K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7�。ɑ蛩姆N物質中K2Cr2O7的溶解度最�。� NaOH溶液 二氧化碳

【解析】

鉻鐵礦通過焙燒4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑，Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑，生成Na2CrO4、Fe2O3、MgO和NaAlO2的混合體系，然后加水溶解經操作Ⅱ得固體X為：Fe2O3、MgO和溶液Na2CrO4、NaAlO2，再調節(jié)溶液的PH，使偏鋁酸鹽完全沉淀，操作Ⅲ得到Y為氫氧化鋁，繼續(xù)調節(jié)溶液的PH使CrO42﹣轉化為Cr2O72﹣，最后向所得溶液中加入氯化鉀，Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，生成溶解度極小的K2Cr2O7，結晶得到晶體。

(1)A．升高溫度，可以加快反應速率，故A正確；

B．通入過量的空氣，增大了氧氣的量，可以加快反應速率，故B正確；

C．將原料粉碎，增大了接觸面積，可以加快反應速率，故C正確；

D．純堿是固體，不涉及濃度問題，所以改變純堿的量，不能改變反應速率，故D錯誤；

(2)鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3，還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質，加入氧氣和碳酸鈉，發(fā)生反應為：4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑；Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑；Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+，操作Ⅰ是過濾得到固體X為Fe2O3、MgO；

(3)酸化步驟用醋酸調節(jié)溶液pH＜5，依據流程圖中物質的轉化和制備目的可知，結合反應平衡Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+，加入酸，氫離子濃度增大，平衡左移，作用是使CrO42﹣轉化為Cr2O72﹣；

(4)操作Ⅲ有多步組成，獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到晶體；

(5)依據圖表物質的溶解度分析對比，操作Ⅲ發(fā)生反應的化學方程式是：Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl；說明K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小（或四種物質中K2Cr2O7的溶解度最�。�；

(6)副產品Y主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質，精確分析Y中氫氧化鋁含量的方法是先利用氫氧化鋁的兩性，用氫氧化鈉溶液溶解氫氧化鋁過濾得到濾液中通入過量的二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，灼燒干燥得到氧化鋁干燥固體m g，依據鋁元素守恒計算，2Al(OH)3~Al2O3，樣品中氫氧化鋁的質量分數=×100%=。