Question

17．利用某含铬废液[含较低浓度的Na₂Cr₂O₇、Fe₂（SO₄）₃]制备K₂Cr₂O₇．
流程如下：
Ⅰ．用NaOH溶液调pH至3.6，产生红褐色沉淀，过滤；
Ⅱ．向滤液中加入Na₂SO₃，一定操作后分离出Na₂SO₄；
Ⅲ．将分离出Na₂SO₄后得到的溶液调pH约为5，得到Cr（OH）₃沉淀；
Ⅳ．在KOH存在条件下，向Cr（OH）₃中加入足量H₂O₂溶液，得到黄色溶液；
Ⅴ．向黄色溶液中加入物质A后，溶液变为橙红色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固体；
Ⅵ．测定K₂Cr₂O₇固体的纯度．
已知：Cr₂O₇^2-（橙红色）+H₂O₂CrO₄^2-（黄色）+2H⁺
（1）步骤Ⅰ中红褐色沉淀的化学式是Fe（OH）₃．
（2）步骤Ⅱ中加入Na₂SO₃的目的是将Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺．
（3）步骤Ⅳ中反应的离子方程式是2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O．
（4）步骤Ⅴ中加入的物质A可以是c．（填序号）
a．KOH        b．K₂CO₃       c．H₂SO₄        d．SO₂
（5）步骤Ⅵ的操作是：取0.45g K₂Cr₂O₇产品配成溶液，酸化后滴入18.00mL 0.50mol/L
的FeSO₄溶液，恰好使Cr₂O₇^2-完全转化为Cr³⁺．产品中K₂Cr₂O₇的质量分数是98%．（注：K₂Cr₂O₇的摩尔质量为294g/mol）

Answer 1

分析 因废液中含有Fe³⁺，滴加NaOH调节溶液pH时会生成Fe（OH）₃红褐色沉淀，达到除去溶液里Fe³⁺的目的，然后加入亚硫酸钠溶液将溶液里的将+6价的Cr还原为+3价，然后将Cr³⁺转化为Cr（OH）₃沉淀，再通过氧化和酸化两个过程即得到目标产物，最后利用滴定法测定产品的纯度，
（1）根据沉淀的颜色判断；
（2）Na₂SO₃具有还原性，具有氧化性Na₂Cr₂O₇；
（3）Cr（OH）₃与H₂O₂反应生成生成CrO₄^2-；
（4）酸性条件下CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-；
（5）Fe²⁺使Cr₂O₇^2-完全转化为Cr³⁺，反应为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，根据方程式计算出的K₂Cr₂O₇物质的量和质量，再求出纯度．

解答 解：（1）用NaOH溶液调pH至3.6，产生红褐色沉淀，则该沉淀为Fe（OH）₃，故答案为：Fe（OH）₃；
（2）Na₂SO₃具有还原性，具有氧化性Na₂Cr₂O₇，向滤液中加入Na₂SO₃，发生氧化还原反应，将+6价的Cr还原为+3价，
故答案为：将Cr₂O₇^2-还原为Cr³⁺；
（3）在KOH存在条件下，向Cr（OH）₃中加入足量H₂O₂溶液，Cr（OH）₃与H₂O₂反应生成生成CrO₄^2-，反应的离子方程式为：2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O；
故答案为：2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O；
（4）向黄色溶液中加入物质A后，溶液变为橙红色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固体，在酸性条件下CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，说明A为酸，则A可以是硫酸，故选c；
故答案为：c；
（5）Fe²⁺使Cr₂O₇^2-完全转化为Cr³⁺，反应为Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，已知18.00mL 0.50mol/L的FeSO₄溶液，
则K₂Cr₂O₇物质的量为：$\frac{1}{6}$×0.018L×0.50mol/L=0.0015mol，其质量为0.0015mol×294g/mol=0.441g，
其纯度为$\frac{0.441g}{0.45g}$×100%=98%；
故答案为：98%．

点评 本题综合考查物质的制备，为高频考点和常见题型，题目涉及氧化还原反应、离子方程式的书写、根据方程式的计算、化学平衡移动等问题，题目难度中等，本题注意从质量守恒的角度利用关系式法计算，难度中等．