Question

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．
①步骤I中反应的化学方程式为：4FeO．Cr₂0₃（s）+8Na₂CO₃（s）+7O₂═8Na₂CrO₄（s）+2Fe₂O₃（s）+8CO₂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．

序号	实验步骤	简述实验操作（不必叙述如何组装实验装置）
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．
②
③
④
⑤	过滤、干燥	得到K2Cr2O7晶体

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,化学式的书写及意义,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：物质的制备

分析：（1）①根据平衡常数表达式的含义和书写方法来回答；了解能使反应速率增大的措施；
②根据铬铁矿中含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质所发生的反应来回答；
③将溶液的pH调至7～8并煮沸，可以将一部分杂质离子除去；
④CrO₄^2-在酸性环境下可以转化为重铬酸根．
（2）根据物质的溶解度随温度的变化来分析；

解答：解：
（1）①根据平衡常数表达式=

各个生成物平衡浓度的系数次方的乘积

各个反应物平衡浓度系数次方的乘积

，所以K=

c(CO2)8

c(O2)7

，故答案为：K=

c(CO2)8

c(O2)7

；
②铬铁矿的主要成份为FeO?Cr₂O₃，还含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质，当加入纯碱氧化的过程中，发生副反应：SiO₂+Na₂CO₃ 

△   .

Na₂SiO₃+CO₂↑、Al₂O₃+Na₂CO₃ 

△   .

2NaAlO₂+CO₂↑，故答案为：Na[A1（OH）₄]（或NaA1O₂）、Na₂SiO₃；
③将溶液的pH调至7～8并煮沸，可以将[A1（OH）₄]^-（或A1O₂^-）、SiO₃^2-等离子转化为沉淀而除去，故答案为：除去[A1（OH）₄]^-（或A1O₂^-）、SiO₃^2-等杂质；
④CrO₄^2-在酸性环境下可以转化为重铬酸根，即2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，故答案为：2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O．
（2）根据“Na₂Cr₂O₇+2KCl=K₂Cr₂O₇↓+2NaCl”．则向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固体，加热时，重铬酸钠的溶解度随温度的升高而增大，但是氯化钾的受温度影响不大，所以获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：溶解；蒸发；过滤；冷却，结晶；过滤、干燥．
故答案为：
（1）①K=

c(CO2)8

c(O2)7

； A、B、C；②NaA1O₂[或NaA1（OH）₄]、Na₂CO₃
③除去A1O₂^-、SiO₃^2-等杂质；④2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O
（2）

②	蒸发	将所得溶液转移至蒸发皿中，加热蒸发溶液，使NaC1结晶析出
③	过滤	趁热过滤，将NaC1晶体与溶液分离
④	冷却，结晶	冷却滤液使K2Cr2O7结晶析出

点评：本题是一道化学平衡常数和影响化学反应速率的因素的一道综合题，注意利用习题中的信息来解答，题目难度较大．