题目内容

【题目】重铬酸钾(K2Cr2O7)为用途极广的铬化合物,供制铬矾。火柴、铬颜料、并供鞣革、电镀、有机合成等用。铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有SiO2Al2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7晶体的过程如图所示:

根据题意回答下列问题:

1)锻烧时,铬铁矿发生复杂反应生成Na2CrO4NaFeO2,同时杂质SiO2Al2O3Na2CO3发生反应,其中Al2O3发生反应的化学方程式是___

2NaFeO2遇水强烈水解生成滤渣l的反应离子方程式是___

3)滤液1和滤液2均需调节溶液pH,滤液1调节pH78目的是___,滤液2调节pH约为5目的是___

物质

溶解度/(g/100g)

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

4)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体,析出K2Cr2O7晶体。此法能够制得K2Cr2O7晶体的原因是:___;为了从溶液中得到较多K2Cr2O7晶体的操作过程是:___、过滤、洗涤、干燥。将得到的K2Cr2O7晶体进一步纯化操作是:___

5K2Cr2O7性质:往K2Cr2O7溶液中加入AgNO3溶液,生成一种砖红色沉淀、溶液的pH减小,反应离子方程式是___

6K2Cr2O7产品含量测定:准确称取试样2.5g配成250mL溶液,用移液管吸取25.00mL溶液放入碘量瓶,加入10mL2mol/L硫酸、2gKI于暗处5min,另加100mL水,用0.2000mol/L Na2S2O3标准液滴定至溶液黄绿色,再加3mL淀粉溶液继续滴定至蓝色褪去并呈亮绿色。平行三次实验,平均消耗Na2S2O3标准液的体积25.00mLK2Cr2O7产品的纯度为___

有关反应如下:K2Cr2O76KI7H2SO4=Cr2(SO4)34K2SO43I27H2O

2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI

【答案】 NaFeO2+2H2O=NaOH+ Fe(OH)3 NaAlO2Na2SiO3转化为H2SiO3Al(OH)3除去 Na2CrO4在酸性条件下可转化为Na2Cr2O7 同温度下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7,冷却时会结晶析出 加热浓缩、降温结晶 重结晶 98%

【解析】

由流程可知,焙烧时发生反应铬铁矿的主要成分可表示为FeOCr2O3,还含有SiO2Al2O3Fe2O3等杂质,将铬铁矿和碳酸钠、氧气混合焙烧,发生反应4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2,然后水浸时发生NaFeO2+2H2O=NaOH+FeOH3,过滤得到滤渣1和滤液1K2Cr2O7有强氧化性可知,滤液1中主要是NaAlO2Na2SiO3Na2CrO4NaOH,滤渣1FeOH3;将滤液1中调节pH使NaAlO2Na2SiO3反应生成H2SiO3AlOH3,滤渣2H2SiO3Al OH3,滤液2主要是Na2CrO4,调节pH值酸性,溶质变为Na2Cr2O7,然后加入硫酸钾固体,因为Na2Cr2O7的溶解度大于K2Cr2O7,所以得到K2Cr2O7晶体,采用过滤方法得到K2Cr2O7晶体,以此来解答。

1)根据题目信息可知Al2O3Na2CO3反应生成NaAlO2

故答案为:

2)根据分析可知滤渣1Fe(OH)3,故答案为:NaFeO2+2H2O=NaOH+ Fe(OH)3

3)滤液1中调节pH可使NaAlO2Na2SiO3反应生成H2SiO3Al(OH)3,到达除杂目的,酸性条件下Na2CrO4可转化为Na2Cr2O7

故答案为:NaAlO2Na2SiO3转化为H2SiO3Al(OH)3除去;Na2CrO4在酸性条件下可转化为Na2Cr2O7

4)根据表格可知同温度下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7Na2Cr2O7;溶液中加入KCl固体可发生复分解反应;K2Cr2O7晶体的溶解度受温度影响大,杂质能溶于水,溶液中得到较多晶体的操作是加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥;K2Cr2O7晶体进一步纯化操作是重结晶,

故答案为:同温度下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7,冷却时会结晶析出;加热浓缩、降温结晶;重结晶;

5)根据题目信息和反应物通过元素守恒可知离子方程式为:

6)根据所给的两个方程式可到物质间的数量关系为:K2Cr2O7~3 I2~6 Na2S2O3n(Na2S2O3)=(0.2000×25×10-3)mol,则样品中n(K2Cr2O7)== mol,则纯度为=98%

故答案为:98%

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