Question

13．工业上用重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇）结晶后的母液（含少量杂质Fe³⁺）生产重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）．工艺流程如图1及相关物质溶解度曲线如图2：

（1）由Na₂Cr₂O₇生产K₂Cr₂O₇的化学方程式为：Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl．通过冷却结晶析出大量K₂Cr₂O₇的原因是低温下K₂Cr₂O₇的溶解度远小于其它组分，随温度的降低，K₂Cr₂O₇的溶解度明显减小．
（2）向Na₂Cr₂O₇母液中加碱液调pH的目的是除去Fe³⁺．
（3）固体A主要为NaCl（填化学式），固体B主要为K₂Cr₂O₇（填化学式）．
（4）为检验得到的重铬酸钾晶体中含有少量的氯化钠杂质，实验方法是：取少量重铬酸钾样品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸银溶液，有白色沉淀生成即说明产品中含有氯化钠杂质；进一步提纯产品的方法是重结晶
（5）将SO₂通入用硫酸酸化的重铬酸钾溶液中，可制得硫酸铬钾KCr（SO₄）₂，反应的化学方程式为3SO₂+K₂Cr₂O₇+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂+H₂O；如果溶液的酸碱性控制不当，可能会有Cr（OH）SO₄杂质生成．现从得到的硫酸铬钾产品中取出3.160g样品加入足量盐酸和BaCl₂溶液后，得到白色沉淀5.126g．若产品中杂质只有Cr（OH）SO₄，则该产品中KCr（SO₄）₂的质量分数为89.6%（用百分数表示，保留1位小数）．

Answer 1

分析 由流程可知，溶解后调节pH除去少量杂质Fe³⁺，过滤后蒸发结晶得到Na₂Cr₂O₇，然后加入KCl发生Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl，结合溶解度图可知，低温下K₂Cr₂O₇的溶解度较小，则冷却结晶得到K₂Cr₂O₇，母液II蒸发浓缩只有析出NaCl（A），母液Ⅲ冷却结晶主要得到K₂Cr₂O₇（B），以此来解答．

解答 解：由流程可知，溶解后调节pH除去少量杂质Fe³⁺，过滤后蒸发结晶得到Na₂Cr₂O₇，然后加入KCl发生Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl，结合溶解度图可知，低温下K₂Cr₂O₇的溶解度较小，则冷却结晶得到K₂Cr₂O₇，母液II蒸发浓缩只有析出NaCl（A），母液Ⅲ冷却结晶主要得到K₂Cr₂O₇，
（1）由Na₂Cr₂O₇生产K₂Cr₂O₇的化学方程式为Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl，由溶解度图可知，低温下K₂Cr₂O₇的溶解度远小于其它组分，随温度的降低，K₂Cr₂O₇的溶解度明显减小，则可通过冷却结晶析出大量K₂Cr₂O₇晶体，
故答案为：Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl；低温下K₂Cr₂O₇的溶解度远小于其它组分，随温度的降低，K₂Cr₂O₇的溶解度明显减小；
（2）母液中含少量杂质Fe³⁺，向Na₂Cr₂O₇母液中加碱液调pH的目的是除去Fe³⁺，故答案为：除去Fe³⁺；
（3）由上述分析可知，A为NaCl，B为K₂Cr₂O₇，故答案为：NaCl；K₂Cr₂O₇；
（4）氯化钠溶于水后电离出来的氯离子和硝酸酸化的硝酸银可以生成白色难溶于酸的沉淀AgCl，故检验重铬酸钾晶体中含有少量的氯化钠的方法是：取少量重铬酸钾样品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸银溶液，有白色沉淀生成即说明产品中含有氯化钠杂质，进一步提纯晶体的方法是：重结晶，故答案为：取少量重铬酸钾样品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸银溶液，有白色沉淀生成即说明产品中含有氯化钠杂质；重结晶；
（5）该反应中S元素化合价由+4价变为+6价、Cr元素化合价由+6价变为+3价，转移电子数为6，根据转移电子相等配平方程式3SO₂+K₂Cr₂O₇+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂+H₂O，5.126g白色沉淀为：BaSO₄，物质的量为：$\frac{5.126g}{233g/mol}$=0.022mol，设硫酸铬钾的物质的量为x，Cr（OH）SO₄，的物质的量为y，依据硫酸根守恒以及质量守恒得出：$\left\{\begin{array}{l}{2x+y=0.022mol}\\{x×283+y×165=3.160g}\end{array}\right.$，解得%$\left\{\begin{array}{l}{x=0.01}\\{y=0.002}\end{array}\right.$，故KCr（SO₄）₂的质量分数为：$\frac{0.01mol×283g/mol}{3.160g}$=89.6，故答案为：3SO₂+K₂Cr₂O₇+H₂SO₄=2KCr（SO₄）₂+H₂O；89.6%．

点评 本题考查的二十无机物制备流程，把握生产重铬酸钾的实验流程及溶解度的利用为解答的关键，注重分析能力、实验能力及知识综合应用能力的综合考查，题目难度中等．