题目内容
【题目】铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.将铬铁矿和碳酸钠混合在空气中充分焙烧。
Ⅱ.焙烧后的固体加水浸取,分离得到溶液A和固体A。
Ⅲ.向溶液A中加入醋酸调pH约7~8,分离得到溶液B和固体B。
Ⅳ.再向溶液B中继续加醋酸酸化,使溶液pH小于5。
Ⅴ.向上述溶液中加入氯化钾,得到重铬酸钾晶体。
(1)Ⅰ中焙烧发生的反应如下,配平并填写空缺:
① FeOCr2O3 + Na2CO3 + □ = Na2CrO4 + Fe2O3 + CO2↑
② Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2↑
(2)固体A中主要含有 (填写化学式)。
(3)Ⅴ中发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl,已知下表数据
物质 | KCl | NaCl | K2Cr2O7 | Na2Cr2O7 | |
溶解度 (g/100g水) | 0℃ | 28 | 35.7 | 4.7 | 163 |
40℃ | 40.1 | 36.4 | 26.3 | 215 | |
80℃ | 51.3 | 38 | 73 | 376 |
获得K2Cr2O7晶体的操作由多步组成,依次是:加入KCl固体、 、过滤、洗涤、干燥得到晶体。洗涤沉淀的操作为 。
(4)Ⅲ中固体B中主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析固体B中氢氧化铝含量的方法是:称取n g样品,加入过量 (填写试剂名称)、溶解、过滤、再通入过量的CO2、灼烧、冷却、称量,得干燥固体m g。计算样品中氢氧化铝的质量分数为 (用含m、n的代数式表示)。
【答案】(1)4 8 7O2 8 2 8(2)Fe2O3、MgO
(3)蒸发浓缩 、冷却结晶;沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至刚好浸没沉淀,待水全部自然滤出后,再重复操作2-3次
(4)氢氧化钠溶液 26m/17n ×100﹪
【解析】
试题分析:(1)分析化学工艺流程知Ⅰ将铬铁矿和碳酸钠混合在空气中充分焙烧,铬铁矿的主要成分FeO·Cr2O3与碳酸钠和空气中的O2反应,利用化合价升降法结合原子守恒配平,反应①的化学方程式为4FeOCr2O3 +8Na2CO3 +7O2 =8Na2CrO4 +2Fe2O3 +8CO2↑;② Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑
(2)将灼烧后固体溶于水,MgO和Fe2O3不溶于水,过滤德固体A中主要含有Fe2O3、MgO。
(3)根据Ⅴ中发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl和表中数据知获得K2Cr2O7晶体的操作由多步组成,依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体。洗涤沉淀的操作为沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至刚好浸没沉淀,待水全部自然滤出后,再重复操作2-3次。
(4)测定Ⅲ中固体B中氢氧化铝含量涉及的反应为
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
CO2+NaAlO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3
2Al(OH)3Al2O3+3H2O
设氢氧化铝的质量为x
2Al(OH)3Al2O3+3H2O
156 102
x mg
解得x=26m/17g,样品中氢氧化铝的质量分数为26m/17n ×100﹪。
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