Question

【题目】【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)，其工艺流程及相关物质溶解度曲线如下图所示。

（1）向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是_____________________。

（2）通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是________________________________。

（3）固体A的主要成分为__________（填化学式），用热水洗涤固体A，回收的洗涤液转移到母液___________(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)中，既能提高产率又可使能耗降低。固体B的主要成分为___________________（填化学式）。

（4）测定产品中K2Cr2O7含量的方法如下：称取产品试样2.500 g 配成250 mL溶液，用移液管取出25.00 mL于碘量瓶中，加入10 mL 2 mol·L-l H2SO4溶液和足量KI溶液(铬的还原产物为Cr3+)，放置于暗处5 min，然后加入100 mL蒸馏水、3 mL 淀粉指示剂，用0.1200 mol·L-l Na2S2O3标准溶液滴定(已知I2+ 2S2O32-=2I-+S4O62-)。

①酸性溶液中KI 与K2Cr2O7反应的离子方程式为_____________________________。

②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00 mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为__________%( 保留2 位小数，设整个过程中其他杂质不参与反应)。进一步提纯产品的方法是___________________。

（5）+6价Cr的毒性很高，工业上用电解法来处理含Cr2O72-的废水。下图为电解装置示意图，电极材料分别为铁和石墨。通电后，Cr2O72-在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a 极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。

①在以上处理过程中，Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+的离子方程式为________________________。

②a电极的电极反应式是是____________________；电解一段时间后在阴极区有Fe(OH)3和Gr(OH)3沉淀生成，若电解后的溶液中c(Cr3+)为3×10-5mol·L-1，则溶液中c(Fe3+)为____________ mol·L-1。已知：Ksp=[Fe(OH)3]=4.0×10-38，K[Cr(OH)3]=6.0×10-31。

Answer 1

【答案】 除去Fe3+ 低温下K2Cr2O7的溶解度远小于其他组分，且随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小 NaCl Ⅱ K2Cr2O7 Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O 94.08 重结晶 Cr2O72-+6Fe2++ 14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 2H++2e-=H2↑ 2×10-12

【解析】考查化学工艺流程，（1）根据题目信息，母液中含有少量的Fe3＋，加碱液的目的是除去Fe3＋；（2）根据温度与溶解度的关系，K2Cr2O7的溶解度受温度的影响较大，低温时K2Cr2O7的溶解度远小于其他组分，且温度降低，K2Cr2O7的溶解度受温度的影响较大；（3）母液I中加入KCl，发生Na2Cr2O7＋KCl=K2Cr2O7＋NaCl，采用冷却降温得到K2Cr2O7固体，即母液II中含有大量的NaCl，因此蒸发浓缩得到的固体是NaCl；冷却结晶中有大量的K2Cr2O7析出，但溶液中含有少量的K2Cr2O7，蒸发浓缩时，NaCl表面附着一部分K2Cr2O7，为了提高产率又可使能耗降低，因此需要把洗涤液转移到母液II中，达到类似富集的目的；因此固体B的主要成分是K2Cr2O7；（4）①根据操作，得出K2Cr2O7作氧化剂，本身被还原成Cr3＋，I－被氧化成I2，因此有Cr2O72－＋I－→Cr3＋＋I2，然后采用化合价升降法、原子守恒配平即可，离子方程式为Cr2O72－+6I－+14H＋=2Cr3＋+3I2+7H2O；②根据离子方程式，得出关系式为Cr2O72－～3I2～6S2O32－，则求出样品中K2Cr2O7的质量为=2.352g，纯度为2.352/2.500×100%=94.08%；进一步提纯需要重新溶解，冷却结晶，此方法叫重结晶；（5）①b电极为阳极，应是失去电子，化合价应升高，而Cr2O72－中Cr的化合价降低，因此b电极为铁，此电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，然后利用Cr2O72－的氧化性，与Fe2＋发生反应，离子反应方程方式为Cr2O72－+6Fe2＋+ 14H＋=2Cr3＋+6Fe3＋+7H2O；②根据①的分析，a电极为阴极，电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑；Cr3＋和Fe3＋共存在同一溶液中，因此有，解得c(Fe3＋)=2.0×10－12mol·L－1。