Question

（14分 每空2分）化工原料红矾钠(重铬酸钠:Na₂Cr₂O₇·2H₂O)主要是以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr₂O₃,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:
4FeO·Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂8Na₂CrO₄+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CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-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

（14分 每空2分） （1） 增大反应物的接触面积,加快反应速率
（2） Al₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+CO₂↑
（3） 水解吸热,煮沸促进水解平衡AlO₂^-+2H₂OAl(OH)₃+OH^-、SiO₃^2-+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） 2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O
（5） 4H₂O+4e^-4OH^-+2H₂↑(H⁺放电也可)
4OH^--4e^-O₂↑+2H₂O

试题分析：（1） 固体反应物在搅拌时，可以与氧气充分接触，增大接触面积，使反应速率加快；
（2）氧化铝与碳酸钠在高温条件下发生反应，生成偏铝酸钠和二氧化碳，化学方程式为Al₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+CO₂↑
（3）氧化煅烧再溶于水，所得溶液中有偏铝酸钠、硅酸钠、铬酸钠，其中AlO₂^-、SiO₃^2-水解，水解吸热,煮沸促进水解平衡AlO₂^-+2H₂OAl(OH)₃+OH^-、SiO₃^2-+2H₂OH₂SiO₃+2OH^-向右移动,生成氢氧化铝、硅酸沉淀；若溶液pH过低，则生成的氢氧化铝沉淀又溶解生成Al³⁺，杂质Al³⁺与Na₂CrO₄难以分离；
（4）酸性条件下CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，该反应是可逆反应，离子方程式为2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O；
（5）电解池中阴极是阳离子放电，根据离子的放电顺序，应是氢离子放电，所以电极反应式为4H₂O+4e^-4OH^-+2H₂↑；或2H⁺+2e^-= H₂↑；阳极是阴离子放电，所以是氢氧根离子放电，电极反应式为4OH^--4e^-O₂↑+2H₂O。