Question

【題目】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(主要成分為FeO·Cr2O3，雜質(zhì)為SiO2、Al2O3)為原料生產(chǎn)它，實(shí)數(shù)室模擬工業(yè)法用鉻鐵礦制K2Cr2O7的主要工藝如下圖。

涉及的主要反應(yīng)是：6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KC1+12H2O。

（1）進(jìn)入反應(yīng)器①之前將鉻鐵礦粉碎的目的是____________________________。

（2）步驟②過濾得到的濾渣主要成分是_______________。過濾所需的玻璃儀器有_________________。

（3）操作④中酸化時，CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：_________________________。

（4）操作③調(diào)節(jié)溶液pH=7~8的目的是_________________________。

（5）工業(yè)上也常用電解法處理酸性含鉻廢水，用耐酸電解槽，鐵板作電極，槽中盛放酸性含Cr2O72-的廢水，原理示意圖如下圖。

B為電解池的________極，寫出陽極的電極反應(yīng)式____________________。陽極區(qū)域溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。為了使Cr3+和Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀，向反應(yīng)后的溶液中加入一定量的燒堿，若溶液中c(Fe3+)=1.0×10-12mo1·L-1,則溶液中c(Cr3+)=_________mo1·L-1。{已如Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-28，Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31}

Answer 1

【答案】 增大接觸面積，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率和提高原料的利用率 Fe2O3 燒杯、漏斗、玻璃棒 2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O 將硅酸根離子和偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為沉淀而除去 陰 Fe-2e-= Fe2+ Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 1.5×10﹣5

【解析】試題分析：（1）將銘鐵礦粉碎的作用是增大接觸面積；（2）在反應(yīng)器中主要發(fā)生6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KC1+12H2O， SiO2、Al2O3與NaOH反應(yīng)分別轉(zhuǎn)化為Na2SiO3和NaAlO2,產(chǎn)物中只有Fe2O3難溶于水；根據(jù)過濾裝置分析所需的玻璃儀器；（3）操作④中酸化時，CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，根據(jù)元素守恒、電荷守恒配平轉(zhuǎn)化的離子方程式；（4）調(diào)節(jié)溶液pH=7~8可以將硅酸根離子和偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為沉淀而除去；（5）B電極生成氫氣，所以B是陰極；陽極生成Fe2+，陽極區(qū)域溶液中Fe2+把Cr2O72-還原為Cr3+；根據(jù)計算c(Cr3+)。

解析：（1）將銘鐵礦粉碎的作用是增大接觸面積，增大反應(yīng)速率和提高原料的利用率；（2）反應(yīng)器中主要發(fā)生6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KC1+12H2O， SiO2、Al2O3與NaOH反應(yīng)分別轉(zhuǎn)化為Na2SiO3和NaAlO2,產(chǎn)物中只有Fe2O3難溶于水，所以濾渣是Fe2O3；過濾所需的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒；（3）操作④中酸化時，CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，根據(jù)元素守恒、電荷守恒，反應(yīng)的離子方程式是2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O；（4）調(diào)節(jié)溶液pH=7~8可以將硅酸根離子和偏鋁酸根離子轉(zhuǎn)化為沉淀而除去；（5）B電極生成氫氣，所以B是陰極；陽極鐵失電子生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe-2e-= Fe2+，陽極區(qū)域溶液中Fe2+把Cr2O72-還原為Cr3+，反應(yīng)方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O； ， ，c(Cr3+)=1.5×10﹣5。