Question

14．鉻鐵礦的主要成分可以表示為FeO•Cr₂O₃，還含有SiO₂、Al₂O₃雜質(zhì)，以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）過程如圖所示．

已知：CrO₄^2-和Cr₂O₇^2-在酸性條件下可以相互轉(zhuǎn)化．
請回答下列問題：
（1）完成并配平下列方程式：
6FeO+6Cr₂O₃+24KOH+7KClO₃=12K₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O
（2）濾渣1的成分是Fe₂O₃ （填化學式），濾液1的成分除K₂CrO₄、KClO₃、KOH外，還含有KAlO₂、K₂SiO₃（填化學式），過濾后洗滌沉淀的操作是沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒沉淀，等蒸餾水自然流下，重復以上操作2-3次．
（3）試劑1是HCl（填化學式），利用濾渣2可制得兩種氧化物，其中一種氧化物經(jīng)電解冶煉可獲得金屬，電解時陰極的電極反應式為Al³⁺+3e^-=Al．
（4）對濾液2用稀硫酸酸化處理時發(fā)生的離子反應方程式是2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，酸化處理時往往增大稀硫酸濃度的原因是增大反應物濃度，平衡正向移動，有利于提高產(chǎn)物的產(chǎn)率．
（5）檢驗氯酸鉀晶體中鉀元素的具體方法是用潔凈的鉑絲蘸取待測液，放到酒精燈外焰灼燒，透過藍色的鈷玻璃，觀察到紫色火焰證明鉀元素存在．

Answer 1

分析 鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO•Cr₂O₃，還含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)，將鉻鐵礦和氯酸鉀、氫氧化鉀高溫熔融，發(fā)生反應6FeO+6Cr₂O₃+24KOH+7KClO₃=12K₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O、2KOH+Al₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2KAlO₂+H₂O、SiO₂+2KOH=K₂SiO₃+H₂O，得到K₂CrO₄、K₂SiO₃、KAlO₂、Fe₂O₃，然后水浸，過濾得到濾渣1和濾液1，濾渣1為Fe₂O₃，濾液1中主要是K₂CrO₄、KClO₃、KOH、KAlO₂、K₂SiO₃；調(diào)節(jié)濾液1的pH，過濾，濾渣2是H₂SiO₃、Al （OH）₃，向其中加入酸，氫氧化鋁溶解，H₂SiO₃不溶，過濾，則濾渣3為H₂SiO₃，濾液3中有鋁離子，通入氨氣，生成Al （OH）₃沉淀，濾液2主要是K₂CrO₄，加入酸化，溶質(zhì)變?yōu)镵₂Cr₂O₇，將混合溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到K₂Cr₂O₇晶體，據(jù)此分析．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒，方程為：6FeO+6Cr₂O₃+24KOH+7KClO₃=12K₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O；
故答案為：24；7；12；3；7；12H₂O；
（2）由分析可知，將鉻鐵礦和氯酸鉀、氫氧化鉀高溫熔融，得到K₂CrO₄、K₂SiO₃、KAlO₂、Fe₂O₃，然后水浸，過濾得到濾渣1和濾液1，濾渣1為Fe₂O₃，濾液1中主要是K₂CrO₄、KClO₃、KOH、KAlO₂、K₂SiO₃；過濾后沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒沉淀，等蒸餾水自然流下，重復以上操作2-3次洗滌沉淀；
故答案為：Fe₂O₃；KAlO₂、K₂SiO₃；沿玻璃棒注入蒸餾水至浸沒沉淀，等蒸餾水自然流下，重復以上操作2-3次；
（3）試劑1為酸，可選鹽酸，利用濾渣2可得到氧化鋁、二氧化硅，電解得金屬則電解氧化鋁，陰極反應為：Al³⁺+3e^-=Al；
故答案為：HCl；Al³⁺+3e^-=Al；
（4）對濾液2用稀硫酸酸化處理時發(fā)生的離子反應方程式是：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；增大稀硫酸濃度的原因是增大反應物濃度，平衡正向移動，有利于提高產(chǎn)物的產(chǎn)率；
故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；增大反應物濃度，平衡正向移動，有利于提高產(chǎn)物的產(chǎn)率；
（5）檢驗鉀元素可用焰色反應，方法為：用潔凈的鉑絲蘸取待測液，放到酒精燈外焰灼燒，透過藍色的鈷玻璃，觀察到紫色火焰證明鉀元素存在；
故答案為：用潔凈的鉑絲蘸取待測液，放到酒精燈外焰灼燒，透過藍色的鈷玻璃，觀察到紫色火焰證明鉀元素存在．

點評 本題考查物質(zhì)的制備實驗及混合物的分離和提純，為高頻考點，把握流程圖中每一步發(fā)生的反應及操作方法是解本題關鍵，注意結(jié)合題給信息解答，側(cè)重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．