26.(14分)红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料,在印染工业、电镀工业和皮革工业中作助剂,在化学工业和制药工业中也用作氧化剂,应用领域十分广泛。
(1)实验室中红矾钠可用铬铁矿(主要成分:FeO·Cr2O3)利用以下过程来制取。
铬铁矿等原料
Na2CrO4溶液
①步骤I中反应的化学方程式为:
该反应的化学平衡常数的表达式为
,在常温下该反应速度极慢,下列措施中能使反应速率增大的是
。
A.升高温度 B.通入过量的空气 C.将原料粉碎 D.增加纯碱的用量
② 步骤Ⅱ中所得溶液显碱性,其中除含有Na2CrO4外还含有铝、硅元素的化合物,它们的化学式可能是 、 。
③ 步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7~8并煮沸,其目的是 。
④ 步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为: 。
(2)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。请填写表中空格。完成上述过程。
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序号 |
实验步骤 |
简述实验操作(不必叙述如何组装实验装置) |
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① |
溶解 |
将混合物放入烧杯中,加水,充分搅拌直到固体不再溶解。 |
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② |
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③ |
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④ |
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⑤ |
过滤、干燥 |
得到K2Cr2O7晶体 |
24.(10分)根据侯德榜制碱法原理并参考下表数据,实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是:
将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热,控制温度在30-35℃,搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体,加料完毕后,继续保温30分钟,静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质,抽干后,转入蒸发皿中,灼烧2小时,得Na2CO3固体。
四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g水)表
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温度 盐 溶解度 |
0℃ |
10℃ |
20℃ |
30℃ |
40℃ |
50℃ |
60℃ |
100℃ |
|
NaCl |
35.7 |
35.8 |
36.0 |
36.3 |
36.6 |
37.0 |
37.3 |
39.8 |
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NH4HCO3 |
11.9 |
15.8 |
21.0 |
27.0 |
-① |
- |
- |
- |
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NaHCO3 |
6.9 |
8.1 |
9.6 |
11.1 |
12.7 |
14.5 |
16.4 |
- |
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NH4Cl |
29.4 |
33.3 |
37.2 |
41.4 |
45.8 |
50.4 |
55.3 |
77.3 |
①>35℃NH4HCO3会有分解
请回答:
⑴ 反应温度控制在30-35℃,是因为若高于35℃,则____________________________,
若低于30℃,则_____________________________,为控制此温度范围,采取的加热方法
为____________________________________________________________。
⑵ 加料完毕后,继续保温30分钟,目的是______________________________________。
静置后只析出NaHCO3晶体的原因是___________________________________________。
用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去_______________杂质(以化学式表示)
⑶ 过滤所得的母液中含有___________________________(以化学式表示),需加入_______,并作进一步处理,使NaCl溶液循环使用,同时可回收NH4Cl
⑷ 测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是:准确称取纯碱样品W g,放入锥形瓶中加蒸馏水溶解,加1-2滴酚酞指示剂,用物质的量浓度为c( mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色(指示CO32-+H+==HCO3-反应的终点),所用HCl溶液的体积为V1 mL,再
加1-2滴甲基橙指示剂,继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙,所用HCl溶液总体积
为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式:
NaHCO3% = ______________________________。
23.(8分)碘酸钾是一种白色结晶粉末,无臭无味,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用,被还原为单质碘,在碱性介质中,碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定,加热至560℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下,在反应器中发生反应的化学方程式为:
6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2
![]()
(1)步骤①反应器发生的反应中,转移电子总数为 ;
(2)步骤②中,用硝酸而不用HI,其原因可能是 ;
(3)步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气,排出氯气的原因为 ;
(4)参照下表碘酸钾的溶解度,步骤11得到碘酸钾晶体,你建议的方法是 。
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温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
|
KIO3g/100g水 |
4.60 |
6.27 |
8.08 |
12.6 |
18.3 |
24.8 |