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【题目】重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3,还含有二氧化硅、氧化铝等杂质。制备流程如图所示:

(1)步骤①的主要反应为:FeOCr2O3+NaOH+O2Na2CrO4+Fe2O3+H2O

上述反应配平后氧化剂与还原剂的系数比为__________

若在实验室中进行步骤,应该在_______中进行(填序号)

A.石英坩埚 B.铁制坩埚 C.氧化铝坩埚 D.陶瓷坩埚

(2)滤渣1中含量最多的金属元素是__________(填元素符号);滤渣2的主要成分是_________及含硅杂质;步骤调滤液1pH使之变_________(”)

(3)滤液3”中加入适量KCl,经结晶过滤得到K2Cr2O7固体。步骤的反应类型是___________反应。

(4)某工厂用380 kg 铬铁矿粉(Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品250 kg,产率为________×100%(保留2位有效数字,M(Cr2O3)=152g/molM(K2Cr2O7)=294g/mol)

【答案】74 B Fe Al(OH)3 复分解 85

【解析】

铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质,制备重铬酸钾,由制备流程可知,步骤①的主要反应为4FeOCr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2OCr元素的化合价由+3价升高为+6价,Fe元素的化合价由+2价升高为+3价,O元素的化合价由0价降低为-2价,由电子、原子守恒可知,反应为4FeOCr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O,该步骤不能使用石英坩埚、氧化铝坩埚、陶瓷容器,原因是二氧化硅与氢氧化钠高温下反应生成硅酸钠和水,氧化铝与氢氧化钠高温下反应生成偏铝酸钠和水,则使用铁坩埚,熔块水浸过滤分离出滤渣1Fe2O3,滤液1中含NaAlO2Na2CrO4,调节pH过滤分离出AlOH3、含Si物质,滤液2中含Na2CrO4,④中调节pH发生2CrO42+2HCr2O72+H2O,滤液3Na2Cr2O7,由水中的溶解度:Na2Cr2O7K2Cr2O7,可知⑤中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体后得到K2Cr2O7,溶解度小的析出。

1)步骤①的主要反应为:4FeOCr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O

上述反应配平后氧化剂与还原剂的系数比为74

若在实验室中进行步骤①,该步骤不能使用石英坩埚、氧化铝坩埚、陶瓷容器,原因是二氧化硅与氢氧化钠高温下反应生成硅酸钠和水,氧化铝与氢氧化钠高温下反应生成偏铝酸钠和水,故选B

故答案为:74 B

2)熔块水浸过滤分离出滤渣1Fe2O3,滤渣1中含量最多的金属元素是Fe(填元素符号);滤液1中含NaAlO2Na2CrO4,调节pH过滤分离出AlOH3、含Si物质,故滤渣2的主要成分是AlOH3及含硅杂质;步骤③调滤液1pH使之变小,增大氢离子浓度;

故答案为: Fe Al(OH)3 ;小;

3)向滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体,由溶解度可知,冷却到40K2Cr2O7固体的溶解度在四种物质中较小,发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl,该反应在溶液中能发生的原因是:K2Cr2O7的溶解度小,反应类型为复分解;

故答案为:复分解;

4)用380 kg 铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品 250 kg,产率为 ×100%,由Cr原子守恒可知,由Cr原子守恒可知,则产率= =×100%=85%

故答案为:85

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