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,铬铁矿的主要成分可表示为FeOCr2O3 , 还含有Al2O3、Fe2O3等杂质,以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钠(Na2Cr2O7)的流程图:

(1)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,以下各实验仪器中不需要的是
a.陶瓷坩埚 b.铁坩埚 c.三脚架 d.泥三角
(2)转窑中发生的主要反应为:
①Na2CO3+Al2O3 2NaAlO2+CO2↑;
FeOCr2O3+ Na2CO3+ O2 Na2CrO4+ Fe2O3+
请配平反应②的化学方程式。
(3)生成固体Y的离子方程式为
(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150mL蒸馏水并加入3mL 0.5%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-+S4O62-
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】
(1)增大表面积,提高反应速率,使反应更充分;a
(2)4;8;7;8;2;8CO2
(3)AlO2+2H2O+CO2=HCO3+Al(OH)3↓或 2AlO2+3H2O+CO2=CO32+2Al(OH)3
(4)Na2SO4;c
(5)当滴入最后一滴标准液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不复原;93.6%;偏高
【解析】解:(1)增大接触面积会加快反应速率,锻烧前铭铁矿粉碎的作用是增大接触面积加快反应速率,反应更充分,灼烧固体的容器为坩埚,陶瓷坩埚中合有SiO2与碳酸钠发生化学反应,所以应选用铁坩埚,坩埚应固定在三脚架和泥三角上,答案选a。(2)反应中Fe元素化合价从+2价升高到+3价,Cr元素化合价从+3价升高到+6价,即1molFeO-- Cr2O3
失去7个电子,氧气是氧化剂,1mol氧气得到4mol电子,根据原子守恒和电子得失守恒可知反应的方程式为4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2。(3)根据(2)中分析可知X是氧化铁,M是CO2 , 则Y是氢氧化铝,生成固体Y的离子方程式为AlO2+2H2O+CO2=HCO3+Al(OH)3↓或 2AlO2+3H2O+CO2=CO32+2Al(OH)3↓(4)向母液甲加入浓硫酸,把铬酸钠转化为重铬酸钠,同时还有硫酸钠生成,因此经两次蒸发,主要是除去Na2SO4;为减少洗涤时晶体的损失,洗涤该晶体的溶剂最好是75%乙醇溶液,答案选c;(5)①碘遇淀粉显蓝色,因此终点实验现象是当滴入最后一滴标准液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不复原。②根据Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,I2+2S2O32-=2I-+S4O62-得关系式:

Cr2O72- ~ ~ ~ ~ ~

6S2O32-

1

6

x

0.1000mol/L×0.03L

1:6=x:(0.1000mol/L×0.03L)
解得x=0.0005mol
则m(Na2Cr2O7)=0.0005mol×262g/mol=0.131g
其质量分数为0.131g/0.140g×100%≈93.6%
③若滴定管在滴定前俯视读数,读数偏小,滴定结束后仰视读数,读数偏大,因此测得样品的纯度将偏高。
【考点精析】认真审题,首先需要了解化学实验操作的先后顺序(化学实验顺序遵循:“从下往上”原则;“从左到右”原则;先“塞”后“定”原则;“固体先放”原则;“液体后加”原则;先验气密性(装入药品前进行)原则;后点酒精灯(所有装置完毕后再点酒精灯)原则).

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