Question

【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)。工艺流程如下：

⑴Na2Cr2O7可由FeO·Cr2O3先氧化、再酸化得到。其中FeO·Cr2O3发生氧化反应的化学方程式为4FeO·Cr2O3＋7O2＋20NaOH8Na2CrO4＋4NaFeO2＋10H2O。该反应中每生成1 mol NaFeO2，被Fe元素还原的O2的物质的量为______mol。

⑵“调节pH＝4”后，溶液中c(Fe3＋)＝4×10－8 mol·L－1，则该温度下Ksp[Fe(OH)3]＝______。

⑶已知部分物质的溶解度曲线如图所示。反应Ⅰ的化学反应类型为______。实验室由质量分数为10%的K2Cr2O7溶液获取K2Cr2O7晶体的方法是______。

⑷为测定K2Cr2O7样品纯度（杂质不参与反应），实验过程为：准确称量一定质量样品，与足量酸性KI 溶液充分反应后，用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2。实验过程中发生的物质转化关系分别为：Cr2O72-Cr3＋ S2O32-S4O62-，根据电子得失守恒可知n(K2Cr2O7)∶n(Na2S2O3)＝______。

Answer 1

【答案】0.25 4×10－38 复分解反应 加热浓缩、降温结晶、过滤 1:6

【解析】

由流程可知，溶解后调节pH除去少量杂质Fe3＋，过滤后蒸发结晶得到Na2Cr2O7，然后加入KCl发生Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl，结合溶解度图可知，低温下K2Cr2O7的溶解度较小，则冷却结晶得到K2Cr2O7，以此解答该题。

（1）由4FeO·Cr2O3＋7O2＋20NaOH8Na2CrO4＋4NaFeO2＋10H2O，由Fe元素还原的O2的物质的量占1/(1+2×3)=1/7。该反应中每生成1 mol NaFeO2，被Fe元素还原的O2的物质的量为7mol÷7÷4=0.25mol；

（2）“调节pH＝4”后，pH=4时c(OH-)=10-10 mol·L－1溶液中c(Fe3＋)＝4×10－8 mol·L－1，则该温度下Ksp[Fe(OH)3]＝4×10－8×(10-10)3=4×10－38。

（3）加入KCl发生反应Ⅰ：Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl，结合溶解度图可知，低温下K2Cr2O7的溶解度较小，反应Ⅰ的化学反应类型为复分解反应。实验室由质量分数为10%的K2Cr2O7溶液为不饱和溶液，先变成饱和溶液，再冷却结晶，获取K2Cr2O7晶体的方法是加热浓缩、降温结晶、过滤。

（4）实验过程中发生的物质转化关系分别为：Cr2O72-Cr3＋ S2O32-S4O62-，1molK2Cr2O7中Cr由+6降为+3价，共降6价，得6mol电子，1molNa2S2O3中S由+2价升为+2.5价，共升1价，失1mol电子，根据电子得失守恒可知n(K2Cr2O7)∶n(Na2S2O3)＝1:6。