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工业上生产红矾(重铬酸钠Na2Cr2O7)的原料为铬铁矿(可视为FeO·Cr2O3、还含有Al2O3、SiO2).某研究性学习小组模拟工业生产红矾的原理制备红矾,并以红矾为原料制备少量的重铬酸钾(K2Cr2O7).实验流程为:
已知焙烧时Al2O3、SiO2发生反应:
SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑ Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑
焙烧时铬铁矿发生反应:
4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
(1)步骤①应将反应物装在________(填仪器名称)中焙烧;步骤④需要用到的玻璃仪器________________.
(2)步骤③用硫酸将溶液的pH调至7~8,目的是________________;并写出有关的离子方程式________________.
(3)滤液加入硫酸酸化过程中,溶液由黄色变为橙色,反应的离子方程式为________________.
(4)将红矾钠与KCl固体1∶2(物质的量比)混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体.②③④的实验操作方法分别是________________.
工业上生产红矾(重铬酸钠Na2Cr2O7)的原料为铬铁矿(可视为FeO?Cr2O3、还含有Al2O3、SiO2)。某研究性学习小组模拟工业生产红矾的原理制备红矾,并以红矾为原料制备少量的重铬酸钾(K2Cr2O7)。实验流程为:
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已知焙烧时Al2O3、SiO2发生反应:
SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑ Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑
焙烧时铬铁矿发生反应:
4FeO?Cr2O3+8Na2CO3+7O2
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
(1)步骤①应将反应物装在_______(填仪器名称)中焙烧;步骤④需要用到的玻璃仪器____。
(2)步骤③用硫酸将溶液的pH调至7~8,目的是 ;
并写出有关的离子方程式 。
(3)滤液加入硫酸酸化过程中,溶液由黄色变为橙色,反应的离子方程式为 。
(4)将红矾钠与KCl固体1:2(物质的量比)混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体。②③④的实验操作方法分别是_______________。
| 序号 | 实验操作方法 | 实验操作过程 |
| ① | 溶解 | 将混合物放入烧杯中,加水,充分搅拌 |
| ② | 将所得溶液沿玻璃棒引流至蒸发皿中,边加热边用玻璃棒搅拌溶液,使NaC1结晶析出 | |
| ③ | 趁热将NaC1晶体与溶液分离 | |
| ④ | 冷却滤液使K2Cr2O7析出 | |
| ⑤ | 过滤 | 得到K2Cr2O7晶体 |
①4FeO?Cr2O3+8Na2CO3+7O2
| ||
. |
②2Na2CrO4+H2SO4═Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O
(1)反应①是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其目的是
(2)右图是红矾钠(Na2Cr2O7?2H2O)和Na2SO4的溶解度曲线.从Na2Cr2O7和Na2SO4的混合溶液中提取Na2Cr2O7晶体的操作:先将混合溶液蒸发浓缩,趁热过滤.趁热过滤的目的是
(3)Na2Cr2O7与KCl或K2SO4进行复分解反应可制取K2Cr2O7,现用Na2Cr2O7与KCl来制备K2Cr2O7,简述操作步骤(有关物质的溶解度见右表):
| 温度 | 0℃ | 100℃ |
| 溶解度 | ||
| 物质 | ||
| K2Cr2O7 | 4.6g | 94.1g |
| KCl | 28g | 55g |
| NaCl | 35g | 39g |
步骤1:将mg铁矿石加浓盐酸加热溶解
步骤2:加入SnCl2溶液将Fe3+还原至黄色消失
步骤3:将所得溶液冷却,加入HgC2溶液,将过量的Sn2+氧化为Sn4+
步骤4:加入15mL硫酸和磷酸的混合酸及5滴O.2%二苯胺磺酸钠指示剂
步骤5:立即用cmol?L.重铬酸钾溶液滴定至溶液呈稳定紫色,即为终点,消耗重铬酸钾溶液VmL
①写出SnCl2还原Fe3+的离子方程式
②如省去步骤③,则所测定的铁的含量
③步骤5使用的玻璃仪器有
重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下:
请回答:
(1)已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价,则Fe(CrO2)2中铁元素是____价。
(2)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成____。
(3)煅烧铬铁矿时,矿石中难溶的Fe(CrO2)2生成可溶于水的Na2CrO4,反应化学方程式如下:
为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是____。
(4)已知CrO42—在不同的酸性溶液中有不同的反应,如:
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是____。
②混合溶液乙中溶质的化学式是____。
(5)+3、+6价铬都有很强的毒性,+6价铬的毒性更高,可诱发肺癌和鼻咽癌,所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72—必须除去。工业上可用电解法来处理含Cr2O72—的废水,下图为电解装置示意图(电极材料分别为铁和石墨)。通电后,Cr2O72—在b极附近转变为Cr3+,一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。
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a电极的电极反应式是 ,
b电极附近反应的离子方程式是 。
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重铬酸钠俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)是重要的化工产品和强氧化剂。工业上通过煅烧铬铁矿制取,其反应如下:
反应Ⅰ 4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2 → 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
反应Ⅱ 2CrO42- + 2H+ → Cr2O72- + H2O
反应Ⅲ 3CrO42- + 4H+ →Cr3O102- + 2H2O(副反应)
(1)上述反应中不属于氧化还原反应有 个。已知Fe(CrO2)2中铬元素是+3价,关于反应Ⅰ的下列说法中正确的是 。
a.被氧化的元素只有+3的Cr,被还原的元素只有0价的O
b.氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:7
c.每生成1molCO2,转移3.5mol电子
d.每摩尔+3的Cr能还原0.75mol氧气
(2)+6价铬的毒性很强,制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72-,可以用绿矾除去。测得反应后的溶液中含Cr3+、Fe2+、Fe3+、H+等阳离子。写出该反应的离子方程式并标出电子转移的方向和数目: 。
(3)某厂废水中含1.00×10−3mol/L的Cr2O72-,其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4 (Cr的化合价为+3,Fe的化合价依次为+3、+2)。欲使1L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。理论上需要加入 g FeSO4·7H2O。
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