Question

【題目】重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示：

回答下列問題：

（1）步驟①的主要反應為：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 = Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2，上述反應配平后NaNO3與FeO·Cr2O3的系數(shù)比為__________。該步驟能否_________（填“能”或“不能”）使用陶瓷容器。

（2）濾渣1中含量最多的金屬元素是____________，濾渣2的主要成分是_______________及含硅雜質(zhì)。

（3）步驟④調(diào)濾液2的pH使之變_________ (填“大”或“小”)，理由是________（用離子方程式表示）。

（4）有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到10℃得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。

步驟⑤的化學方程式為 _________________。

（5）某工廠用76Kg鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7,最終得到產(chǎn)品41.16Kg, 則產(chǎn)率為_________________。

Answer 1

【答案】 7：2 不能 鐵 Al(OH)3 小 2CrO42－ + 2H+Cr2O72－ + H2O Na2Cr2O7 + 2KCl = K2Cr2O7↓+ 2NaCl 70%

【解析】（1）鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)，制備重鉻酸鉀，Cr元素的化合價由+3價升高為+6價，Fe元素的化合價由+2價升高為+3價，N元素的化合價由+5價降低為+3價，由電子、原子守恒可知，步驟①的主要反應為2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，則FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為2：7，該步驟不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳；（2）濾渣1含Fe2O3，濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe，濾渣2的主要成分是Al(OH)3 及含硅雜質(zhì)；（3）④中調(diào)節(jié)pH發(fā)生2CrO42－+2H＋Cr2O72－+H2O，則步驟④調(diào)濾液2的pH使之變小，增大氫離子濃度，平衡正向移動，利于生成Cr2O72－；（4）向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體，由溶解度可知，冷卻到10℃K2Cr2O7固體的溶解度在四種物質(zhì)中最小、過濾分離產(chǎn)品最多，10℃時最合適；步驟⑤發(fā)生復分解反應Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl；（5）用76kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品41.16kg，產(chǎn)率為=實際產(chǎn)量/理論產(chǎn)量，由Cr原子守恒可知，則產(chǎn)率為 =70%