【題目】工業(yè)上用鉻鐵礦(主要成分可表示為FeO·Cr2O3,還含有Al2O3MgCO3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備重鉻酸鉀晶體(K2Cr2O7)和鐵紅的流程如下:

已知:Ⅰ.2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

.常見離子開始生成沉淀和沉淀完全的pH值如下表所示:

Fe3+

Al3+

Mg2+

SiO32-

AlO2-

開始沉淀的pH

1.9

4.2

8.1

9.5

10.2

沉淀完全的pH

3.2

5.3

9.4

8.0

8.5

(1)鉻鐵礦反應(yīng)前需要進行粉碎,目的是________。

(2)熔融Na2CO3條件下主要反應(yīng):2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3=4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2。該反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物為___________、___________。該條件下還可以得到的副產(chǎn)物為NaAlO2Na2SiO3,寫出生成Na2SiO3的化學(xué)方程式為__________。

(3)濾渣2的主要成分為____________;濾渣4的主要成分為___________。

(4)調(diào)節(jié)pH3的合適試劑為_______________;調(diào)節(jié)pH3的范圍為____________。

(5)用醋酸調(diào)節(jié)pH2=5的目的為________________。

(6)檢驗濾液4Fe3+是否沉淀完全的方法是___________________________。

【答案】增大接觸面積,加快反應(yīng)速率 Na2CrO4 Fe2O3 SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2 Al(OH)3、H2SiO3 Fe(OH)3 鹽酸 3.2≤pH<8.1 使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72- 取少量溶液于試管中,向其中滴加KSCN溶液,若溶液未變?yōu)榧t色,即證明Fe3+沉淀完全,反之未沉淀完全

【解析】

鉻鐵礦與Na2CO3、NaNO3在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3=4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2。其中含有的雜質(zhì)也會在該條件下反應(yīng)得到的副產(chǎn)物為NaAlO2Na2SiO3,加水,MgO、Fe2O3及不溶性雜質(zhì),進入濾渣1中,Na2CrO4、NaNO2、NaAlO2Na2SiO3都溶于水,進入濾液1中。向濾液1中加入醋酸,使溶液的pH78,可以使NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,使Na2SiO3轉(zhuǎn)化為H2SiO3沉淀,濾渣2中含有Al(OH)3、H2SiO3;向濾液中再加入醋酸,調(diào)整溶液的pH=5,CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,與加入的KCl反應(yīng)產(chǎn)生重鉻酸鉀晶體(K2Cr2O7);向濾渣1中加入鹽酸,MgO、Fe2O3反應(yīng)產(chǎn)生Mg2+Fe3+,過濾除去不溶性雜質(zhì),向濾液中加入鹽酸調(diào)整溶液的3.2≤pH<8.1,Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,進入濾渣4中,然后過濾洗滌沉淀,然后干燥,灼燒,得到鐵紅Fe2O3。

(1)鉻鐵礦反應(yīng)前需要進行粉碎,目的是增大接觸面積,提高反應(yīng)速率。

(2)熔融Na2CO3條件下主要反應(yīng):2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3=4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2。在該反應(yīng)中,Fe、Cr元素化合價升高,失去電子,被氧化,反應(yīng)產(chǎn)生的的氧化產(chǎn)物為Fe2O3、Na2CrO4。該條件下Al2O3Na2CO3反應(yīng)產(chǎn)生NaAlO2,雜質(zhì)SiO2Na2CO3反應(yīng)產(chǎn)生Na2SiO3,生成Na2SiO3的化學(xué)方程式為SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2。

(3)根據(jù)上述分析可知濾渣2的主要成分為Al(OH)3、H2SiO3;濾渣4的主要成分為Fe(OH)3。

(4)用鹽酸調(diào)節(jié)pH33.2≤pH<8.1,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,而Mg2+仍然以離子形式存在于溶液中,所以合適試劑為HCl;調(diào)節(jié)pH3的范圍為3.2≤pH<8.1。

(5)用醋酸調(diào)節(jié)pH2=5的目的為使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-。

(6)檢驗濾液4Fe3+是否沉淀完全的方法是取少量溶液于試管中,向其中滴加KSCN溶液,若溶液未變?yōu)榧t色,即證明Fe3+沉淀完全,反之未沉淀完全。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】下列各組性質(zhì)比較中,正確的是()

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B.圖①中t0時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)

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下列判斷正確的是(  )

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B.達平衡(Ⅰ)時體系的壓強與反應(yīng)開始時體系的壓強之比為1415

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B.NH3的消耗速率等于NO的消耗速率

C.NH3的濃度和NO的濃度都不發(fā)生改變

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可用稀鹽酸、碳酸鈉溶液、硅酸鈉溶液設(shè)計實驗來驗證元素的非金屬性

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硝酸廠的尾氣中含NO,直接排放將污染空氣.目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮氣和水,反應(yīng)機理為:

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