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)。工艺流程及相关物质溶解度曲线如图：

(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为：________。通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是________。

(2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是_________。

(3)固体A主要为_______(填化学式)，固体B主要为_________(填化学式)。

(4)为检验得到的重铬酸钾晶体中含有少量的氯化钠杂质，实验方法是：________；进一步提纯产品的方法是_________。

(5)将SO2通入用硫酸酸化的重铬酸钾溶液中，可制得硫酸铬钾KCr(SO4)2，反应的化学方程式为______；如果溶液的酸碱性控制不当，可能会有Cr(OH)SO4杂质生成。现从得到的硫酸铬钾产品中取出3.160g样品加入足量盐酸和BaCl2溶液后，得到白色沉淀5.126g。若产品中杂质只有Cr(OH)SO4，则该产品中KCr(SO4)2的质量分数为_______（用百分数表示，保留1位小数）。〖摩尔质量/g·mol-1：KCr(SO4)2：283；Cr(OH)SO4：165〗

Answer 1

【答案】Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl 低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分，随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小 除去Fe3+ NaCl K2Cr2O7 取少量重铬酸钾样品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸银溶液，有白色沉淀生成即说明产品中含有氯化钠杂质 重结晶 K2Cr2O7+3SO2+H2SO4=2KCr(SO4)2+H2O 89.6%

【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，母液II蒸发浓缩只有析出NaCl(A)，母液Ⅲ冷却结晶主要得到K2Cr2O7(B)，根据AgCl的难溶性来验证NaCl的存在性；利用K2Cr2O7的溶解度比同温下Na2Cr2O7的小，用重结晶方法提纯物质，以此来解答。

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，母液II蒸发浓缩只有析出NaCl(A)，母液Ⅲ冷却结晶主要得到K2Cr2O7(B)。

(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，由溶解度图可知，低温下K2Cr2O7的溶解度远小于其它组分，随温度的降低，K2Cr2O7的溶解度明显减小，则可通过冷却结晶析出大量K2Cr2O7晶体；

(2)母液中含少量杂质Fe3+，向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是除去杂质Fe3+离子；

(3)由上述分析可知，A为NaCl，B为K2Cr2O7；

(4)氯化钠溶于水后电离出来的氯离子和硝酸酸化的硝酸银可以生成白色难溶于酸的沉淀AgCl，故检验K2Cr2O7晶体中含有少量的氯化钠的方法是：取少量重铬酸钾样品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸银溶液，有白色沉淀生成即说明产品中含有氯化钠杂质；K2Cr2O7的溶解度比同温下Na2Cr2O7的小，所以进一步提纯K2Cr2O7晶体可以用重结晶方法；

(5)该反应中S元素化合价由+4价变为+6价、Cr元素化合价由+6价变为+3价，转移电子数为6，根据转移电子相等配平方程式K2Cr2O7+3SO2+H2SO4=2KCr(SO4)2+H2O，5.126g白色沉淀为：BaSO4，物质的量n(BaSO4)==0.022mol，设硫酸铬钾的物质的量为x，Cr(OH)SO4的物质的量为y，依据硫酸根守恒以及质量守恒得出：2x+y=0.022mol，x×283+y×165=3.160g，解得x=0.01mol，y=0.002mol，，故KCr(SO4)2的质量分数为：×100%=89.6%。