Question

【题目】某Cr2O3样品中含有少量Al2O3、MgO等杂质．实验室以此样品为主要原料制取重铬酸钾（K2Cr2O7）的流程如下：
已知：2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O．
（1）上述氧化过程中，若将1mol Cr2O3转化成Na2CrO4 ， 消耗氧气的体积（标准状况）是 ．
（2）酸化1中为确保溶液中Al3+、AlO2﹣浓度均不超过10﹣6 molL﹣1 ， 需调节溶液pH的范围是 ． 已知：Al（OH）3（s）H++AlO2﹣+H2O的K=1×10﹣14；Ksp[Al（OH）3]=1×10﹣33
（3）酸化2后所得溶液加入KCl发生复分解反应，该反应能发生的原因是 ．
（4）称取重铬酸钾试样2.40g 配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入稀硫酸和足量碘化钾（铬被还原为Cr3+）并放于暗处6min左右，然后加入适量水和数滴淀粉指示剂，用0.24molL﹣1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点（发生反应：I2+2S2O32﹣═2I﹣+S4O62﹣ ， 杂质不参与反应），共用去Na2S2O3标准溶液20.00mL．求所得产品中重铬酸钾的质量分数（写出计算过程）．

Answer 1

【答案】
（1）33.6L
（2）5～8
（3）K2Cr2O7 溶解度小于Na2Cr2O7
（4）解：称取重铬酸钾试样2.40g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入稀硫酸和足量碘化钾（铬被还原为Cr3+）并放于暗处6min左右，反应为Cr2O72﹣+6I﹣+14H+=2Cr3++3I2+7H2O，然后加入适量水和数滴淀粉指示剂，用0.24molL﹣1Na2S2O3标准溶液滴定至终点（发生反应：I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣，杂质不参与反应），共用去Na2S2O3标准溶液20.00mL，

依据反应的定量关系为：

K2Cr2O7～3I2～	K2Cr2O7～3I2～
1	6
0.24molL﹣1 ×0.020L	n

n=0.0008mol，

称取重铬酸钾试样2.40g配成250mL溶液中重铬酸钾质量，

m（K2Cr2O7）=0.0008mol×294g/mol× 2.352g，

产品中重铬酸钾的质量分数= ×100%=98.0%，

答：产品中重铬酸钾的质量分数= ×100%=98.0%．

【解析】解：流程分析可知，某Cr2O3样品中含有少量Al2O3、MgO等杂质，反应器中加入纯碱和氧气，将 Cr2O3转化成Na2CrO4 ， 浸取过滤得到滤液调节溶液PH除去铝和镁离子，过滤得到Na2CrO4溶液，酸化后加入氯化钾浓缩过滤干燥得到重铬酸钾，（1）若将1mol Cr2O3转化成Na2CrO4 ， Cr2O3～2Na2CrO4～6e﹣ ， O2～4e﹣ ， 得到

2Cr2O3～	3O2～12e﹣
2	3
1mol	1.5mol

消耗标准状况下氧气的体积=1.5mol×22.4L/mol=33.6L，
所以答案是：33.6；（2）依据电离平衡常数和溶度积常数计算所需溶液的PH范围，
Al（OH）3（s）H++AlO2﹣+H2O的K=c（AlO2﹣）×c（H+）=1×10﹣14 ， c（H+）=10﹣8mol/L，溶液PH=8，Kap[Al（OH）3]=c（Al3+）×c3（OH﹣）=1×10﹣33 ， c（OH﹣）=10﹣9mol/L，c（H+）=10﹣5mol/L，溶液PH=5，酸化1中为确保溶液中Al3+、AlO2﹣浓度均不超过10﹣6 molL﹣1 ， 需调节溶液pH值的范围是5～8，所以答案是：5～8；3）操作中加入KCl的原因温度对氯化钠的溶解度影响小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，K2Cr2O7 溶解度小于Na2Cr2O，利用复分解反应，可得到重铬酸钾；所以答案是：K2Cr2O7 溶解度小于Na2Cr2O7；