Question

（12分）鉻鐵礦主要成分為FeO·Cr2O3，含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì)。工業(yè)上用鉻鐵礦制備紅礬鈉(Na2Cr2O7)的流程如下圖所示：

煅燒時(shí)反應(yīng)為：4 FeO·Cr2O3+7 O2 +20 NaOH8 Na2CrO4 + 4 NaFeO2+10 H2O

（1）步驟①是在坩堝中進(jìn)行煅燒，可用作此坩堝材料的是 。

A．鐵 B．氧化鋁 C．石英 D．陶瓷

（2）步驟①煅燒反應(yīng)極慢，需要升溫至NaOH呈熔融狀態(tài)，反應(yīng)速率才加快，其原因?yàn)開(kāi)_____。

（3）步驟②中NaFeO2會(huì)強(qiáng)烈水解生成氫氧化鐵沉淀，其化學(xué)方程式為 。

（4）將五份濾液1分別在130℃蒸發(fā)1小時(shí)，各自冷卻到不同溫度下結(jié)晶，保溫過(guò)濾，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，步驟③的最佳結(jié)晶溫度為_(kāi)__________。

（5）步驟④中濾渣3的成分是_________________________。

（6）假設(shè)該流程中鉻元素完全轉(zhuǎn)化為紅礬鈉，則該鉻鐵礦中鉻元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)____（用含m1、m2的代數(shù)式表示）。

Answer 1

（1）A （1分）（2）熔融后增大了反應(yīng)物的接觸面積 （2分）

（3）NaFeO2 + 2H2O = Fe(OH)3↓ + NaOH （2分） （4） 40（2分）

（5）Fe(OH)3 、H2SiO3 (或H4SiO4 )（2分）（6）52m2/131m1 （2分）

【解析】

試題分析：（1）氧化鋁、二氧化硅在加熱的條件下均能與氫氧化鈉反應(yīng)，所以煅燒時(shí)不能用氧化鋁、石英、陶瓷坩堝，而應(yīng)該用鐵坩堝，答案選A。

（2）氫氧化鈉熔融后增大了反應(yīng)物的接觸面積，因此反應(yīng)速率加快。

（3）NaFeO2會(huì)強(qiáng)烈水解生成氫氧化鐵沉淀，則根據(jù)原子守恒可知還有氫氧化鈉生成，所以化學(xué)方程式為NaFeO2 + 2H2O = Fe(OH)3↓ + NaOH。

（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知冷卻到40℃時(shí)鉻酸鈉晶體的含量最高，因此步驟③的最佳結(jié)晶溫度為40℃。

（5）在生成鉻酸鈉晶體的同時(shí)NaFeO2也會(huì)水解生成氫氧化鐵沉淀，同時(shí)溶液中的硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸沉淀，所以步驟④中濾渣3的成分是Fe(OH)3 、H2SiO3 (或H4SiO4 )。

（6）紅礬鈉(Na2Cr2O7)的質(zhì)量是m2kg，其中鉻元素的質(zhì)量是，所以該鉻鐵礦中鉻元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為＝52m2/131m1。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)制備工藝流程圖的分析與應(yīng)用