题目内容

【题目】重铬酸钠在制革工业、印刷工业、电镀工业等有重要用途,制备重铬酸钠(Na2Cr2O7)的方案1的流程图如图,铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质。

除此外工厂还有相关改进工艺,制备重铬酸钠(Na2Cr2O7)的方案2如图,采用电化学原理如图所示的装置(电极为石墨),通过电解提高阳极区溶液的酸性,实现Na2CrO4转化为Na2Cr2O7

(1)在方案2中请指明哪端是阴极? ___________(填“左”或“右”)。写出阳极的电极方程式:______________________

(2)方案1中煅烧前应将铬铁矿充分粉碎,其目的是______________________。灼烧是中学化学中常用的操作方法,如在实验室中将铬铁矿和碳酸钠固体混合物灼烧,下列各实验仪器中不需要的是___________(填序号)。

a.陶瓷坩埚 b.铁坩埚 c.三脚架 d.泥三角

转窑中发生的主要反应除了下面的两个反应外,还有其他反应。

①Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑;

_____FeO·Cr2O3+______Na2CO3+______O2______Na2CrO4+______Fe2O3+______。

请配平反应②的化学方程式。

请写出其他主要反应方程式:_________________________________

(3)固体Y的化学式为______________________

(4)向母液中加入浓硫酸,把铬酸钠转化为重铬酸钠,经两次蒸发,主要是除去___________(填化学式),冷却至30-40℃得到产品晶体。洗涤该晶体的溶剂最好是___________(填序号)。

a.蒸馏水 b无水乙醇 c.75%乙醇溶液

(5)为了测定实验制得的产品中Na2Cr2O7,的含量,称取样品0.140g置于锥形瓶中,加50mL水;再加入2gKI(过量)及稍过量的稀硫酸溶液,摇匀,暗处放置10min;然后加入150mL蒸馏水并加入3mL0.5%淀粉溶液;用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液30.00mL。(假定杂质不参加反应,已知:Cr2O72-+6I+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,I2+2S2O32-===2I+S2O62-)

①终点实验现象是_______________________________________________________

②该产品中Na2Cr2O7的纯度为______________________。(以质量分数表示)

③若滴定管在滴定前俯视读数,滴定结束后仰视读数,测得样品的纯度将___________(填“偏高”或“偏低”或“无影响”)

【答案】 2H2O-4e-=O2+4H+,2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O 增大表面积,提高反应速率,使反应更充分 a 4、8、7、8、2、8CO2 Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2 Al(OH)3 H2SiO3 Na2SO4 c 当滴入最后一滴标准液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不复原 93.57% 偏高

【解析】

由流程可知,将铬铁矿和碳酸钠、氧气在转窑中1500℃混合焙烧,发生如下反应:4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2、Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑、Na2CO3+Fe2O32NaFeO2+CO2↑,根据方程式知,生成的气体X是二氧化碳;然后在浸取器中加水溶解,过滤,滤液中含有溶于水的Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3,滤渣固体X为不溶于水的Fe2O3;向滤液则通入反应生成的二氧化碳气体调节溶液pH,NaAlO2、Na2SiO3与二氧化碳溶液生成硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀,过滤得到含有Na2CrO4的母液和含有硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀的滤渣Y;向母液中加入浓硫酸,Na2Cr2O7与浓硫酸反应生成重铬酸钠和硫酸钠,将混合溶液蒸发浓缩、冷却结晶除去硫酸钠得到Na2Cr2O7晶体。

(1)由图可知,与电源负极相连的左端为电解池的阴极,电极反应式为2H2O+2e=H2↑+2OH,右端为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+,2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O,故答案为:左;2H2O-4e-=O2+4H+,2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O;

(2)方案1中将铬铁矿充分粉碎,可以增大固体的表面积,增大表面积,提高反应速率,使反应更充分;如在实验室中将铬铁矿和碳酸钠固体混合物灼烧,因陶瓷中二氧化硅与碳酸钠固体高温反应,所以实验仪器为铁坩埚、三脚架、泥三角,不需要陶瓷坩埚;反应②中,FeO·Cr2O3中铬元素被氧气氧化生成Na2CrO4,配平的化学方程式为4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2;反应中二氧化硅杂质也与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳,反应的化学方程式为Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,故答案为:增大表面积,提高反应速率,使反应更充分;a;4、8、7、8、2、8CO2;Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑;

(3)向含有溶于水的Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3的滤液中通入反应生成的二氧化碳气体调节溶液pH,NaAlO2、Na2SiO3与二氧化碳溶液生成硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀,过滤得到含有Na2CrO4的母液和含有硅酸沉淀和氢氧化铝沉淀的滤渣Y,故答案为:Al(OH)3;H2SiO3

(4)向母液中加入浓硫酸,Na2Cr2O7与浓硫酸反应生成重铬酸钠和硫酸钠,将混合溶液蒸发浓缩、冷却结晶除去硫酸钠得到Na2Cr2O7晶体;为除去晶体表面的可溶性杂质,洗涤该晶体的溶剂最好是75%乙醇溶液,故答案为:Na2SO4;c;

(5)①向Na2Cr2O7溶液中加入过量KI溶液发生如下氧化还原反应,反应的离子方程式为Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,向反应后的溶液中加入淀粉溶液,溶液变为蓝色,再加入Na2S2O3标准溶液,发生反应I2+2S2O32-=2I+S2O62-,溶液蓝色褪去,所以终点实验现象为当滴入最后一滴标准液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不复原,故答案为:当滴入最后一滴标准液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不复原;

②有反应方程式可得如下关系:Cr2O72-—3I2—6S2O32-,反应消耗n(S2O32-)为0.1000mol/L×0.0300L=0.003mol,则n(Cr2O72-)为0.003mol /6=0.0005mol,则Na2Cr2O7的纯度为(0.0005mol×262g/mol)/ 0.140g ×100%=93.57%,故答案为:93.57%;

③若滴定管在滴定前俯视读数,滴定结束后仰视读数,消耗Na2S2O3标准溶液体积偏大,则所测结果偏高,故答案为:偏高。

练习册系列答案
相关题目

【题目】一桥连三地,天堑变通途。举世瞩目的港珠澳大桥于20181023日正式通车,体现了我国工程建设自主创新能力实现大跨越,尤其在新材料研究方面有重大突破,回答下列问题:

1)钛是一种新兴的结构材料,比钢轻、比铝硬。

①基态钛原子的价电子排布式为______,与钛同周期的元素中,基态原子的未成对电子数与钛相同的有_____

②钛的硬度比铝大的原因是_______________________________

③工业上制金属钛采用金属还原四氧化钛。先将TiO2和足量炭粉混合加热至10001100K进行氯化处理,生成TiCl4。该反应的化学反应方程式为_______________________

2)跨海桥梁的主要结构材料为钢铁。铁能与三氮唑(Bipy,结构见图)形成多种配合物。

1mol Bipy中所含_____mol;碳原子杂化方式是___________________

Bipy的沸点为260℃、结构相似且相対分子质量接近的环戊二烯(结构见上图)的沸点为425℃.前者较大的原因是______________________________

3)碳化钨是耐高温耐磨材料。下图为化晶体的部分结构,碳原子嵌入金属的晶格间隙,并不破坏原有金属的晶格,形成填隙+固溶体、也称为填隙化合物。

①在该结构中,每个钨原子周围距离钨原子最近的碳原子有____个。

②假设该部分晶体的体积为d/cm3,碳化的摩尔质量为Mgmol,密度为dgcm3,则阿伏加德罗常数NA用上述数据表示为______

【题目】草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,相对分子质量为180)呈淡黄色,可用作照相显影剂。某实验小组对其进行了一系列探究。

I.纯净草酸亚铁晶体热分解产物的探究。

(1)气体产物成分的探究。小组成员采用如下装置(可重复选用)进行实验:

①装置D的名称为___________

②按照气流从左到右的方向,上述装置的连接顺序为___________→尾气处理装置(填仪器接口的字母编号)。

③实验前先通入一段时间N2,其目的为______________________

④实验证明了气体产物中含有CO,依据的实验现象为______________________

(2)固体产物成分的探究。充分反应后,A处反应管中残留黑色固体。查阅资料可知,黑色固体可能为Fe或FeO。小组成员设计实验证明了其成分只有FeO,其操作及现象为___________

(3)依据(1)和(2)结论,可知A处反应管中发生反应的化学方程式为___________

Ⅱ.草酸亚铁晶体样品纯度的测定

工业制得的草酸亚铁晶体中常含有FeSO4杂质,测定其纯度的步骤如下:

步骤1:称取m g草酸亚铁晶体样品并溶于稀H2SO4中,配成250mL溶液。

步骤2:取上述溶液25.00mL,用c mol· L -1KMnO4标准液滴定至终点,消耗标准液V1mL;

步骤3:向反应后溶液中加入适量锌粉,充分反应后,加入适量稀H2SO4,再用cmol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗标准液V2mL。

(4)步骤3中加入锌粉的目的为____________________________________________

(5)草酸亚铁晶体样品的纯度为____________________________________________;若步骤1配制溶液时部分Fe2+被氧化,则测定结果将___________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网