29.(8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辅助剂,在化学工业和制药工业中也可作氧化剂,应用领域十分广泛。
实验室中红矾钠可用一种铬铁矿(主要成分:FeO·Cr2O3,还含有少量铝的氧化物)通过以下过程来制取。
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铬铁矿等原料
Na2CrO4溶液
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铬渣(含硫酸钠)
回答下列问题:
(1)步骤I中反应化学方程式为:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O2→8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2在常温下该反应速率极慢,下列措施中能使反应速率增大的是 。(填字母)
A.将原料粉碎 B.增加纯碱的用量 C.升高温度
(2)步骤III需将溶液的pH调至7-8,并煮沸,其目的是 。
(3)步骤IV中发生反应的离子方程式为 。
(4)利用下面的复分解反应,将红矾钠与KCl固体按1:2物质的量之比混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体。 Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7+2NaCl (已知:温度对氯化钠的溶解度影响很小,对重铬酸钾的溶解度影响较大。) 基本实验步骤为:1溶解;2 ;3 ;4冷却、结晶,再过滤得K2Cr2O7晶体。其中3应在 (填“高温”或“低温”)条件下进行。
选考题(选择30、31题其中一道作答,请在答题纸上标明所选题号)
27.(9分)以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:
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难溶电解质 |
Mg(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
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溶解度/g |
9×10-4 |
1.7×10-6 |
1.5×10-4 |
3.0×10-9 |
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入一定量的试剂反应,过滤结晶
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶
③ 为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶
请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe2+、Fe3+都被转化为 而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择___________________________为宜。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为_____________________________。
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是__________________(填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在