(2009?梅州模擬)重鉻酸鉀是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室的重要氧化劑,工業(yè)上常用鉻鐵礦(主要成份為FeO?Cr2O3,雜質(zhì)主要是二氧化硅和氧化鋁)為原料生產(chǎn),實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)法用鉻鐵礦制K2Cr2O7的主要工藝如下,涉及的主要反應(yīng)是:
6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3
  △  
.
 
12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O

試回答下列問(wèn)題
(1)指出24Cr在周期表中的位置是
第四周期第ⅥB
第四周期第ⅥB
,
(2)NaFeO2能強(qiáng)烈水解,在操作②生成沉淀而除去,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH

(3)操作③調(diào)節(jié)pH=7~8的原因是
由于溶液在硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解,SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-,HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-,AlO2-+H2O?Al(OH)3+OH-,降低pH值有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí),使它們水解完全.
由于溶液在硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解,SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-,HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-,AlO2-+H2O?Al(OH)3+OH-,降低pH值有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí),使它們水解完全.
.(用簡(jiǎn)要的文字和離子方程式說(shuō)明)
下表是鉻酸(H2CrO4)溶液中離子的組成與pH的關(guān)系:
pH C(CrO42-)mol/L C(HCrO4-)mol/L C(Cr2O72-)mol/L C(H2CrO4)mol/L
4 0.0003 0.104 0.448 0
5 0.0033 0.103 0.447 0
6 0.0319 0.0999 0.437 0
7 0.2745 0.086 0.3195 0
8 0.902 0.0282 0.0347 0
9 0.996 0.0031 0.0004 0
(4)操作④酸化的目的是
酸化使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-
酸化使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-

(5)在鉻酸(H2CrO4)溶液中,電離出CrO42-的電離平衡常數(shù)為K2,電離出Cr2O72-的電離平衡常數(shù)為K3,則K2
K3(填>、﹦、<)
(6)上表中鉻酸的物質(zhì)的量濃度為
1.00mol/L
1.00mol/L
.(精確到小數(shù)點(diǎn)后2位)
分析:(1)根據(jù)K元素確定24Cr在周期表中的位置.
(2)NaFeO2水解生成Fe(OH)3與NaOH.
(3)操作②的濾液中含有SiO32-、AlO2-等,pH調(diào)到7~8時(shí),使SiO32-、AlO2-等水解完全除去.
(4)由表中數(shù)據(jù)可知,鉻酸(H2CrO4)溶液中pH越小,濃度越大Cr2O72-,酸化使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-
(5)由表中數(shù)據(jù)可知,酸性條件下,鉻酸(H2CrO4)溶液中Cr2O72-濃度遠(yuǎn)大于CrO42-
(6)根據(jù)鉻元素守恒可知c(H2CrO4)=c(CrO42-)mol/L+c(HCrO4-)mol/L+2c(Cr2O72-)mol/L.選擇任何1組計(jì)算.
解答:解:(1)K元素原子序數(shù)為19,處于第四周期第1列,第四周期容納18種元素,24Cr的原子序數(shù)比K元素大5,所以24Cr處于周期表中第四周期,第6列,故24Cr處于周期表中第四周期第ⅥB族.
故答案為:第四周期第ⅥB.
(2)NaFeO2水解生成Fe(OH)3與NaOH,反應(yīng)方程式為NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH.
(3)由于溶液在硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解,SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-,HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-,AlO2-+H2O?Al(OH)3+OH-,降低pH值有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí),使它們水解完全.
故答案為:由于溶液在硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解,SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-,HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-,AlO2-+H2O?Al(OH)3+OH-,降低pH值有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),當(dāng)pH調(diào)到7~8時(shí),使它們水解完全.
(4)由表中數(shù)據(jù)可知,鉻酸(H2CrO4)溶液中pH越小,濃度越大Cr2O72-,加酸酸化使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-
故答案為:酸化使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-
(5)由表中數(shù)據(jù)可知,酸性條件下,鉻酸(H2CrO4)溶液中Cr2O72-濃度遠(yuǎn)大于CrO42-.所以電離出CrO42-的電離平衡常數(shù)小于電離出Cr2O72-的電離平衡常數(shù),即K2<K3
故答案為:<.
(6)選擇第1組計(jì)算.根據(jù)鉻元素守恒可知c(H2CrO4)=c(CrO42-)mol/L+c(HCrO4-)mol/L+2c(Cr2O72-)mol/L=0.0003mol/L+0.104mol/L+2×0.448mol/L=1.0003mol/L≈1.00mol/L.
故答案為:1.00mol/L.
點(diǎn)評(píng):考查學(xué)生對(duì)工藝流程理解、實(shí)驗(yàn)操作的理解、閱讀題目獲取信息能力、鹽類水解及有關(guān)計(jì)算、電離等,難度中等,理解工藝流程是關(guān)鍵,需要學(xué)生具有閱讀題目獲取信息能力和靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力.
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