Question

重鉻酸鈉俗稱紅礬鈉（Na₂Cr₂O₇?2H₂O），是重要的化工產(chǎn)品和強(qiáng)氧化劑．工業(yè)制備紅礬鈉的流程如下：

（1）化學(xué)上可將某些鹽寫成氧化物的形式，如Na₂SiO₃可寫成Na₂O?SiO₂，則Fe（CrO₂）₂可寫成

 

．
（2）煅燒鉻鐵礦時(shí)，礦石中難溶的Fe（CrO₂）₂生成可溶于水的Na₂CrO₄，反應(yīng)化學(xué)方程式如下：4Fe（CrO₂）₂+8Na₂CO₃+7O₂=2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂．為了加快該反應(yīng)的反應(yīng)速率，可采取的措施是

 

．（寫一種即可）
（3）已知CrO₄^2-在不同的酸性溶液中有不同的反應(yīng)，如：
2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O；     3CrO₄^2-+4H⁺=Cr₃O₁₀^2-+2H₂O
①往混合溶液甲中加入硫酸必須適量的原因是

 

．
②混合溶液乙中溶質(zhì)的化學(xué)式是

 

．
（4）在含Cr₂O₇^2-廢水中存在著平衡：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺，請(qǐng)寫出該平衡的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

，若繼續(xù)加水稀釋，平衡將

 

移動(dòng)（填“正向”、“逆向”“不”）．
（5）請(qǐng)配平堿性溶液還原法中發(fā)生的離子反應(yīng)：□Cr₂O₇^2-+□S^2-+□H₂O--□Cr（OH）₃+□S₂O₃^2-+□OH^-．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：鉻鐵礦加入純堿，通入空氣煅燒，經(jīng)浸取后得到Na₂CrO₄、Na₂CO₃，加入適量硫酸，得到混合溶液乙含有Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，然后結(jié)晶可得到Na₂Cr₂O₇晶體，
（1）類比Na₂SiO₃可寫成Na₂O?SiO₂完成Fe（CrO₂）₂的氧化物的形式；
（2）根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素分析；
（3）①固體圖示及題中信息可知，少量不能除盡Na₂CO₃等雜質(zhì)，過量會(huì)生成Na₂Cr₃O₁₀等副產(chǎn)物；
②發(fā)生了反應(yīng)2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，生成了Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；
（4）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，水不需要寫出，加水促進(jìn)平衡正向移動(dòng)；
（5）Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，S^2-→S₂O₃^2-，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒配平．

解答： 解：鉻鐵礦加入純堿，通入空氣煅燒，經(jīng)浸取后得到Na₂CrO₄、Na₂CO₃，加入適量硫酸，得到混合溶液乙含有Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，然后結(jié)晶可得到Na₂Cr₂O₇晶體，
（1）Fe（CrO₂）₂ 中鐵元素化合價(jià)是+2價(jià)，氧化物為FeO，鉻元素化合價(jià)+3價(jià)，氧化物為Cr₂O₃，所以Fe（CrO₂）₂寫成氧化物形式為FeO?Cr₂O₃，
故答案為：FeO?Cr₂O₃；
（2）增大反應(yīng)物接觸面積可以加快反應(yīng)速率，升高溫度可以大大加快反應(yīng)速率，故答案為：粉碎礦石、升高溫度；
（3）①由于少量難以除盡碳酸鈉，過量會(huì)發(fā)生反應(yīng)3CrO₄^2-+4H⁺=Cr₃O₁₀^2-+2H₂O，生成了Na₂Cr₃O₁₀等副產(chǎn)物，所以必須加入適量硫酸，
故答案為：少量不能除盡Na₂CO₃等雜質(zhì)，過量會(huì)生成Na₂Cr₃O₁₀等副產(chǎn)物；
②由于發(fā)生了反應(yīng)2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，生成了Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，所以乙中溶質(zhì)的化學(xué)式Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，故答案為：Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄；
（4）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，可知Cr₂O₇^2-（aq）+H₂O（l）?2CrO₄^2-（aq）+2H⁺（aq）的平衡常數(shù)K=

c2(Cr O 2- 4 )?c2(H+)

c(Cr2 O 2- 7 )

，加水稀釋，促進(jìn)水解，平衡正向移動(dòng)；
故答案為：

c2(Cr O 2- 4 )?c2(H+)

c(Cr2 O 2- 7 )

；正向；
（5）Cr₂O₇^2-→Cr³⁺，1molCr₂O₇^2-獲得電子物質(zhì)的量為1mol×2×（6-3）=6mol，S^2-→S₂O₃^2-，2molS^2-失去電子物質(zhì)的量為1mol×2×[2-（-2）]=8mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，最小公倍數(shù)為24，所以發(fā)生的離子反應(yīng)為：4Cr₂O₇^2-+6S^2-+19H₂O═8Cr（OH）₃↓+3S₂O₃^2-+14OH^-，
故答案為：4、6、19、8、3、14．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了重鉻酸鈉的制取原理及除雜方法，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，注意合理分析題中信息，難度中等．