Question

【题目】化工原料红矾钠（重铬酸钠：Na2Cr2O72H2O）主要是以铬铁矿（主要成分为FeOCr2O3 ， 还含有Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料生产，其主要工艺流程如下：
步骤①中主要反应的化学方程式如下：
4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O2═8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
（1）①中反应是在回转窑中进行的，反应时需不断搅拌，其作用是 ．
（2）杂质Al2O3在①中转化的化学反应方程式为 ．
（3）用化学平衡移动原理说明③中煮沸的作用是（用离子方程式结合文字说明），若调节pH过低产生的影响是 ．
（4）⑤中酸化是使CrO42﹣转化为Cr2O72﹣写出该反应的离子方程式： ．
（5）工业上还可用电解法制备重铬酸钠，其装置示意图如上．阴极的电极反应式为；
阳极的电极反应式为 ．

Answer 1

【答案】
（1）增大反应物的接触面积，加快反应速率
（2）Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑
（3）水解吸热，煮沸促进水解平衡AlO2﹣+2H2O?Al（OH）3+OH﹣、SiO32﹣+2H2O?H2SiO3+2OH﹣向右移动，生成氢氧化铝、硅酸沉淀；H+将水解生成的氢氧化铝沉淀溶解，杂质Al3+与Na2CrO4难以分离
（4）2CrO42﹣+2H+?Cr2O72﹣+H2O
（5）4H2O+4e﹣=OH﹣+2H2↑；4OH﹣﹣4e﹣=2↑+2H2O
【解析】解：铬铁矿（主要成分为FeOCr2O3 ， 还含有Al2O3、SiO2等杂质）加入碳酸钠煅烧，可生成Na2CrO4、Fe2O3、NaAlO2、Na2SiO3等，加入水浸取，得到滤渣1为Fe2O3 ， 过滤后将滤液稀释、煮沸、调节pH7～8得到滤渣2为Al（OH）3、H2SiO3 ， 过滤后将滤液酸化，发生了反应2Na2CrO4+H2SO4Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O，生成了Na2Cr2O7和Na2SO4 ， 蒸发结晶得到硫酸钠，冷却结晶得到Na2Cr2O72H2O，（1）①中反应是在回转窑中进行的，反应时需不断搅拌，可增大反应物的接触面积，加快反应速率，所以答案是：增大反应物的接触面积，加快反应速率；（2）杂质Al2O3在①中转化的化学反应方程式为Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑，所以答案是：Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑；（3）滤液中含有NaAlO2、Na2SiO3等，都为强碱弱酸盐，加热煮沸，促进水解平衡AlO2﹣+2H2OAl（OH）3+OH﹣、SiO32﹣+2H2OH2SiO3+2OH﹣向右移动，生成氢氧化铝、硅酸沉淀，若调节pH过低，H+将水解生成的氢氧化铝沉淀溶解，杂质Al3+与Na2CrO4难以分离，所以答案是：水解吸热，煮沸促进水解平衡AlO2﹣+2H2OAl（OH）3+OH﹣、SiO32﹣+2H2OH2SiO3+2OH﹣向右移动，生成氢氧化铝、硅酸沉淀； H+将水解生成的氢氧化铝沉淀溶解，杂质Al3+与Na2CrO4难以分离；（4）酸化使CrO42﹣转化为Cr2O72﹣ ， 反应的离子方程式为2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O，所以答案是：2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O；（5）溶液中有四种离子，重铬酸酸根，钠离子，氢离子和氢氧根，在阴极上氢离子放电：2 H++2e═H2↑或4H2O+4e﹣=OH﹣+2H2↑，在阳极上氢氧根放电：4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O，所以答案是：4H2O+4e﹣=OH﹣+2H2↑；4OH﹣﹣4e﹣=2↑+2H2O．