Question

重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）是重要氧化劑，重鉻酸鉀的溶解度受溫度影響較大，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)驗(yàn)室模擬工業(yè)上用鉻鐵礦制 K₂CrO₇的主要工藝流程如圖．涉及“堿熔”的主要反應(yīng)為：6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KC1O₃═12NaCrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O

（1）使用粉末狀鉻鐵礦的目的是

 

．
（2）調(diào)節(jié)pH后，過(guò)濾得到的濾渣是

 

（填化學(xué)式）．
（3）酸化Na₂CrO₄溶液時(shí)，其平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式為

 

．
（4）稱取重鉻酸鉀試樣2.500g配成500mL溶液，取出25.00mL于錐形瓶中，加入10mL2mol/LH₂SO₄和足量碘化鉀（鉻的還原產(chǎn)物為Cr³⁺），放于暗處5min．然后加入100mL 水，加人3mL淀粉溶液（作指示劑），用0.1200mol/LNa₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（ I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-），用去20.00mL，則該樣品的純度為

 

．

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

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：流程分析可知，鉻鐵礦（主要成分為FeO?Cr₂O₃，雜質(zhì)為SiO₂、Al₂O₃）為原料粉碎后再反應(yīng)器中加入固體氫氧化鈉、氯酸鉀浸取過(guò)濾得到濾液調(diào)節(jié)溶液PH除去鋁和硅酸根離子，過(guò)濾得到Na₂CrO₄溶液，酸化后加入氯化鉀濃縮過(guò)濾干燥得到重鉻酸鉀；
（1）依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素分析，增大接觸面積會(huì)加快反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)水解平衡移動(dòng)判斷產(chǎn)物；
（3）在酸性環(huán)境下，CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，據(jù)此來(lái)書(shū)寫(xiě)方程式；
（4）根據(jù)反應(yīng)：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，碘單質(zhì)遇到淀粉時(shí)，溶液的藍(lán)色消失，據(jù)此來(lái)回答并計(jì)算純度．

解答： 解：（1）堿浸前將銘鐵礦粉碎的作用是增大接觸面積加快反應(yīng)速率，故答案為：增大接觸面積，增大反應(yīng)速率，且使鉻鐵礦充分反應(yīng)；
（2）由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉在溶液中發(fā)生水解，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-、HSiO₃^-+H₂O?H₂SiO₃+OH^-、AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，降低pH有利于水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，當(dāng)pH調(diào)到7～8時(shí)能使它們完全水解生成沉淀，
故答案為：H₂SiO₃、Al（OH）₃；
（3）在酸性環(huán)境下，CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，即2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
（4）由反應(yīng)Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-可得反應(yīng)的關(guān)系式為Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算．
Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
1mol        6mol
n           0.1200×20×10^-3mol
n=

0.1200×20×10-3mol

6

，則所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀純度為

0.1200×20×10-3×20×294

6×2.500

×100%=94.08%，
故答案為：94.08%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應(yīng)、溶解平衡以及滴定操作等問(wèn)題，題目難度中等，本題注意從質(zhì)量守恒的角度利用關(guān)系式法計(jì)算．