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【题目】以铬铁矿(FeO·Cr2O3Al2O3SiO2)为原料制备二草酸铬钾的实验步骤如图:

回答下列问题:

(1)“熔融的装置如图,坩埚W的材质可以是________(”“陶瓷玻璃”)FeO·Cr2O3KClO3Na2CO3发生反应,生成Fe2O3KClNa2CrO4CO2的化学方程式为_______________

(2)熔融后的固体中含Na2CrO4Fe2O3Na2SiO3NaAlO2KCl等,步骤①的具体步骤为水浸,过滤,调pH7~8,加热煮沸半小时,趁热过滤。第一次过滤滤渣中的主要成分为________pH7~8,加热煮沸半小时的目的是__________

(3)步骤②需加入酸,则加入稀硫酸时发生反应的离子方程式为________

(4)步骤④包含的具体操作有____,经干燥得到K2Cr2O7晶体。(有关物质的溶解度曲线如图所示)

(5)步骤⑤需往两种固体混合物中加入一滴水及少量酒精研磨,所用的硅酸盐质仪器的名称是________

(6)采用热重分析法测定K[Cr(C2O4)2]·nH2O样品所含结晶水数目,将样品加热到80℃时,失掉全部结晶水,失重16.8%K[Cr(C2O4)2]·nH2O晶体中n=____

【答案】 Fe2O3Fe(OH)3 使AlO2-SiO32-水解为Al(OH)3H2SiO3,过滤除去 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 加热浓缩、冷却结晶、过滤并洗涤 研钵 3

【解析】

铬铁矿(FeO·Cr2O3Al2O3SiO2),与KClO3 NaOHNa2CO3发生反应,熔融后的固体中含Na2CrO4Fe2O3Na2SiO3NaAlO2KClNaFeO2 等,主要的反应为:,水浸,过滤,调pH7-8,加热煮沸半小时,趁热过滤,除去不溶的Fe2O3以及反应NaFeO2+2H2O═Fe(OH)3↓+NaOH生成的Fe(OH)3沉淀,滤液含有Na2CrO4Na2SiO3NaAlO2KCl及等,再调节pH除去Na2SiO3NaAlO2,得到含有Na2CrO4KCl的溶液,加入稀硫酸发生反应:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,加入KClNa2Cr2O7转化为K2Cr2O7,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤并洗涤沉淀得到K2Cr2O7,加入草酸晶体和无水乙醇得到产品K[Cr(C2O4)2]·nH2O

(1)高温下陶瓷或玻璃中的SiO2会与NaOHNa2CO3发生反应;由流程分析可知6FeOCr2O3Na2CO3KClO3在加热条件下生成Na2CrO4Fe2O3KClCO2,结合质量守恒写出发生反应的化学方程式;

(2)熔渣中的Fe2O3和生成的Fe(OH)3均不溶于水;根据盐的水解反应是吸热反应,从平衡移动角度分析;

(3)根据流程,酸化时,CrO42-→Cr2O72-,结合电荷守恒和原子守恒写出发生反应的离子方程式;

(4)根据溶解度随温度变化情况,选择结晶方法;

(5)结合常用仪器的性能判断;

(6)根据K[Cr(C2O4)2]·nH2O中水的质量分析为16.8%,即=0.168计算。

(1)高温下陶瓷或玻璃仪器中的SiO2会与NaOHNa2CO3发生反应,因此应选用铁坩埚;

由流程中的产物及已知条件可知反应方程式为

(2)根据分析第一次过滤的滤渣为熔渣中的Fe2O3以及反应NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH生成的Fe(OH)3;由于NaAlO2Na2SiO3是强碱弱酸盐,在溶液中存在水解平衡,水解产生Al(OH)3H2SiO3,由于盐的水解反应是吸热反应,根据温度对盐的水解的影响,pH7-8,加热煮沸半小时的目的是使AlO2-SiO32-水解为Al(OH)3H2SiO3,过滤除去;

(3)根据流程,酸化时,CrO42-→Cr2O72-,结合电荷守恒和原子守恒,可得发生反应的离子方程式2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

(4)依据溶解度曲线,步骤④包含的操作有蒸发浓缩、冷却结晶,过滤并洗,经干燥得到K2Cr2O7晶体;

(5)实验室研磨固体时,所用硅酸盐质仪器为研钵;

(6) K[Cr(C2O4)2]·nH2O的相对分子质量为267+18n,由题意知=0.168,解得n=3

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