Question

16．重铬酸钾是一种应用广泛的氧化剂，某实验小组模拟工业法，用铬铁矿（主要成分为FeO、Cr₂O₃）为原料制取重铬酸钾（K₂Cr₂O₇），主要流程如图．

试回答下列问题：
（1）铬铁矿在反应前进行粉碎的目的是增大接触面积，加快反应速率．
（2）通过反应器得到的氧化产物是FeO₂^-、CrO₄^2-．
（3）步骤Ⅲ酸化时与CrO₄^2-有关的离子方程式力2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；该步骤中加入KC1析出大量重铬酸钾晶体，其原理是K₂Cr₂O₇的溶解度小于Na₂Cr₂O₇，发生复分解反应．
（4）滤渣Ⅰ、Ⅱ均要用水多次洗涤，并回收洗涤液，目的是提高原料利用率、防止重金属污染．
（5）酒驾检测时，酸性K₂Cr₂O₇将乙醇最终氧化成乙酸，同时颜色由橙色变为绿色．

Answer 1

分析 铬铁矿主要成分为FeO、Cr₂O₃，在反应器中与纯碱、氯酸钾反应，由滤液I含有离子可知，Cl元素发生还原反应得到Cl^-，而Fe元素、Cr元素均发生氧化反应得到FeO₂^-、CrO₄^2-，滤液I调节pH后过滤得到滤液Ⅱ，滤液Ⅱ酸化、加入KCl，过滤分离得到重铬酸钾晶体与滤液Ⅲ，则调节PH=7～8目的是使FeO₂^-转化为Fe（OH）₃而除去，步骤Ⅲ酸化目的是将CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，加入KCl可以使溶解度大的Na₂Cr₂O₇转化为溶解度小的K₂Cr₂O₇．
（1）铬铁矿在反应前进行粉碎，可以增大接触面积，加快反应速率；
（2）根据元素化合价变化判断氧化产物；
（3）由上述分析可知，步骤Ⅲ酸化目的是将CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，加入KCl使溶解度大的Na₂Cr₂O₇转化为溶解度小的K₂Cr₂O₇；
（4）滤渣附着的物质中含有Cr元素，用水洗涤并回收洗涤液，可以提高原料利用率，防止重金属污染；
（5）酒驾检测时，酸性K₂Cr₂O₇将乙醇最终氧化成乙酸，同时颜色由橙色变为绿色．

解答 解：铬铁矿主要成分为FeO、Cr₂O₃，在反应器中与纯碱、氯酸钾反应，由滤液I含有离子可知，Cl元素发生还原反应得到Cl^-，而Fe元素、Cr元素均发生氧化反应得到FeO₂^-、CrO₄^2-，滤液I调节pH后过滤得到滤液Ⅱ，滤液Ⅱ酸化、加入KCl，过滤分离得到重铬酸钾晶体与滤液Ⅲ，则调节PH=7～8目的是使FeO₂^-转化为Fe（OH）₃而除去，步骤Ⅲ酸化目的是将CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，加入KCl可以使溶解度大的Na₂Cr₂O₇转化为溶解度小的K₂Cr₂O₇．
（1）铬铁矿在反应前进行粉碎，可以增大接触面积，加快反应速率，
故答案为：增大接触面积，加快反应速率；
（2）反应中Fe元素化合价由-2价升高为FeO₂^-中+3价，Cr元素化合价由+3价升高为CrO₄^2-中+6价，故氧化产物为：FeO₂^-、CrO₄^2-，
故答案为：FeO₂^-、CrO₄^2-；
（3）由上述分析可知，步骤Ⅲ酸化目的是将CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，反应离子方程式为：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，K₂Cr₂O₇的溶解度小于Na₂Cr₂O₇，发生复分解反应，加入KC1析出大量重铬酸钾晶体，
故答案为：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；K₂Cr₂O₇的溶解度小于Na₂Cr₂O₇，发生复分解反应；
（4）滤渣附着的物质中含有Cr元素，用水洗涤并回收洗涤液，可以提高原料利用率，防止重金属污染，
故答案为：提高原料利用率，防止重金属污染；
（5）酒驾检测时，酸性K₂Cr₂O₇将乙醇最终氧化成乙酸，同时颜色由橙色变为绿色，
故答案为：乙酸；橙．

点评 本题考查物质制备实验，涉及对操作与原理的分析评价、物质的分离提纯等，关键是根据工艺流程理解制备原理，是对学生综合能力的考查，难度中等．