题目内容
【题目】工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3+)生产重铬酸钾(K2Cr2O7),其生产流程和相关物质的溶解度曲线及溶解度数据如图(假设流程中反应恰好完全进行):
物质 | 溶解度(g/100g H2O) | ||
0℃ | 40℃ | 80℃ | |
KCl | 28 | 40.1 | 51.3 |
NaCl | 35.7 | 36.4 | 38 |
K2Cr2O7 | 4.7 | 26.3 | 73 |
Na2Cr2O7 | 163 | 215 | 376 |
(1)由溶解度曲线可知,50℃时,K2Cr2O7、KCl、NaCl三种物质溶解度的大小关系为_____________,100℃时,用等质量的K2Cr2O7、KCl、NaCl三种固体配制成饱和溶液,溶液质量大小关系为_____________。
(2)将40℃四种物质的饱和溶液降温至0℃,溶质质量分数最小的是______________。
(3)加碱液调节pH的目的是____________。
(4)加入氯化钾固体后,反应的化学方程式为___________。根据溶解度数据可知,该反应能够发生的原因是____________。
(5)流程中要得到母液Ⅲ和固体A的操作为___________,蒸发浓缩原因是___________。
【答案】KCl>K2Cr2O7=NaCl NaCl>KCl>K2Cr2O7 K2Cr2O7 除去Fe3+ Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl 低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分,随温度的降低,K2Cr2O7溶解度明显减小 趁热过滤 减少降温造成K2Cr2O7损失
【解析】
(1)根据题中溶解度曲线可知50℃时,K2Cr2O7、KCl、NaCl三种物质溶解度的大小关系为KCl>K2Cr2O7=NaCl;100℃时,K2Cr2O7、KCl、NaCl三种物质溶解度的大小关系为K2Cr2O7>KCl>NaCl,用等质量的三种固体配制成饱和溶液,所需溶剂质量的大小关系为K2Cr2O7<KCl<NaCl,故所得溶液质量大小关系为NaCl>KCl>K2Cr2O7。
(2)四种物质的溶解度均随温度的降低而减小,将40℃四种物质的饱和溶液降温至0℃,此时四种溶液仍为饱和溶液,而0℃时四种物质溶解度的大小关系为Na2Cr2O7>NaCl>KCl>K2Cr2O7,故溶质质量分数最小的是K2Cr2O7。
(3)母液中含少量杂质Fe3+,向Na2Cr2O7母液中加碱液调节pH的目的是除去Fe3+。
(4)低温下K2Cr2O7的溶解度远小于其他组分,随温度的降低,K2Cr2O7的溶解度明显减小,故向重铬酸钠母液中加入氯化钾固体,降温后会析出重铬酸钾晶体,反应的化学方程式为。
(5)母液Ⅱ中含有氯化钠和重铬酸钾,得到母液Ⅲ和固体A的操作为蒸发浓缩、趁热过滤;蒸发浓缩的原因是重铬酸钾在低温时溶解度减小,会造成一定的损失。
