Question

9．的主要成分可表示为FeO•Cr₂O₃，还含有SiO₂、Al₂O₃等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的过程如图所示．

已知：①NaFeO₂遇水强烈水解．
②2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O
请回答：
（1）K₂Cr₂O₇中Cr元素的化合价是+6．
（2）煅烧铬铁矿生成Na₂CrO₄和NaFeO₂反应的化学方程式是4FeO•Cr₂O₃+7O₂+20NaOH$\frac{\underline{\;煅烧\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O
（3）滤渣1为红褐色的固体，滤渣1的成分是（填名称）氢氧化铁，滤液1的成分除Na₂CrO₄、NaOH外，还含有（填化学式）NaAlO₂、Na₂SiO₃．
（4）利用滤渣2，可制得两种氧化物，其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属，电解时阴极的电极反应式为：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．
（5）写出由滤液2转化为Na₂Cr₂O₇溶液应采取的措施是加硫酸酸化．
（6）向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固体，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．

Answer 1

分析 铬铁矿通过焙烧，生成Na₂CrO₄、NaFeO₂、Na₂SiO₃、NaOH和NaAlO₂的混合体系，然后加水溶解得固体氢氧化铁和溶液Na₂CrO₄、Na₂SiO₃、NaOH、NaAlO₂，再调节溶液的pH，使偏铝酸盐完全沉淀，硅酸盐完全沉淀；继续调节溶液的pH使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，最后向所得溶液中加入氯化钾，生成溶解度极小的K₂Cr₂O₇，
（1）根据化合价规则来计算元素的化合价；
（2）根据Na₂CrO₄和NaFeO₂的性质来回答；
（3）根据NaFeO₂的性质以及氧化铝和二氧化硅的性质来回答；
（4）工业上电解氧化铝来生产金属铝；
（5）铬酸根在酸性条件下可以转化为重铬酸根；
（6）根据物质的溶解度随温度的变化来分析．

解答 解：（1）根据化合价规则：化合物中各个元素的化合价代数和是0，K是+1价，O是-2价，所以K₂Cr₂O₇中Cr元素的化合价是+6，
故答案为：+6；
（2）Na₂CrO₄和NaFeO₂反应的化学方程式是：4FeO•Cr₂O₃+7O₂+20NaOH$\frac{\underline{\;煅烧\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O，
故答案为：4FeO•Cr₂O₃+7O₂+20NaOH$\frac{\underline{\;煅烧\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O；
（3）NaFeO₂和水反应会产生红褐色沉淀，即NaFeO₂+2H₂O=NaOH+Fe（OH）₃↓，生成的氢氧化钠和氧化铝反应生成偏铝酸钠，和二氧化硅反应生成硅酸钠，滤液1的成分除Na₂CrO₄外，还含有偏铝酸钠和硅酸钠，
故答案为：氢氧化铁；NaAlO₂、Na₂SiO₃；
（4）滤渣2可制得两种氧化物，其中一种氧化物氧化铝经电解冶炼可获得金属铝，该电解反应的化学方程式是：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，
故答案为：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；
（5）根据题目信息：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，所以滤液2中的铬酸钠转化为Na₂Cr₂O₇溶液应采取的措施是加硫酸酸化，
故答案为：加硫酸酸化；
（6）向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固体，加热时，重铬酸钠的溶解度随温度的升高而增大，但是氯化钾的受温度影响不大，所以获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，
故答案为：冷却结晶．

点评 本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键，题目难度较大．