题目内容

重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,杂质为SiO2、Al2O3)为原料产它,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下图。涉及的主要反应是6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O。

(1)碱浸前将铭铁矿粉碎的作用是                              
(2)步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是                                   。
(3)操作④中,酸化时,CrO2- 4转化为Cr2O2- 7,写出平衡转化的离子方程式
                                           ;
(4)用简要的文字说明操作⑤加入KCl的原因                            。
(5)称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液,取出25mL与碘量瓶中,加入10mL2mol/ LH2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min。然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O2- 3=2I- +S4O2- 6)
①判断达到滴定终点的依据是                                           ;
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品中重铬酸钾的纯度为(设整个过程中其它杂质不参加反应)                              (保留2位有效数字)。

(14分)
(1)增大接触面积,增大反应速率(2分)
(2)Al(OH)3、H2SiO3(2分)
(3)2 CrO2- 4+2H+ Cr2O2- 7+H2O(2分)
(4)温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,利用复分解反应,可得到重铬酸钾(2分)
(5)①当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色褪色(2分)②94.08 %(2分)

解析试题分析:
(1)将铭铁矿粉碎的作用是增大接触面积,增大反应速率;
(2)根据工艺流程图中可以看出在反应器中SiO2、Al2O3与NaOH反应分别转化为Na2SiO3和NaAlO2, 步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是Al(OH)3、H2SiO3;
(3)酸化时,CrO2- 4转化为Cr2O2- 7平衡转化的离子方程式为2CrO2- 4+2H+Cr2O2- 7+H2O;
(4)结合题中信息温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,利用复分解反应,降温结晶时得到的是重铬酸钾。
(5)检测碘单质存在可用淀粉,直到蓝色褪去;分析可得关系式:Cr2O2- 7~3I2~6S2O2- 3,n(S2O2- 3)=0.04L×0.12mol/L,而25ml中1/6n(S2O2- 3)= n(Cr2O2- 7)=0.0008mol,则250ml中含有的m(K2Cr2O7)=0.0008mol×10×294g/mol=2.352g,可知质量分数为2.352g/2.500g×100%=94.08%。
考点:本题以工艺流程为基础,考查元素及化合物、化学实验基本操作、化学计算等相关知识。

练习册系列答案
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硅藻土是由硅藻死亡后的遗骸沉积形成的,主要成分是 SiO2和有机质,并含有少量的Al2O3、Fe2O3、MgO 等杂质。精制硅藻土因为吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用。下图是生产精制硅藻土并获得Al(OH)3的工艺流程。

(1)粗硅藻土高温煅烧的目的是     。
(2)反应Ⅲ中生成Al(OH)3沉淀的化学方程式是     ;氢氧化铝常用作阻燃剂,其原因是     。
(3)实验室用酸碱滴定法测定硅藻土中硅含量的步骤如下:
步骤1:准确称取样品a g,加入适量KOH固体,在高温下充分灼烧,冷却,加水溶解。
步骤2:将所得溶液完全转移至塑料烧杯中,加入硝酸至强酸性,得硅酸浊液。
步骤3:向硅酸浊液中加入NH4F溶液、饱和KCl溶液,得K2SiF6沉淀,用塑料漏斗过滤并洗涤。
步骤4:将K2SiF6转移至另一烧杯中,加入一定量蒸馏水,采用70 ℃水浴加热使其充分水解(K2SiF6+3H2O=H2SiO3+4HF+2KF)。
步骤5:向上述水解液中加入数滴酚酞,趁热用浓度为c mol·L-1 NaOH的标准溶液滴定至终点,消耗NaOH标准溶液VmL。
①步骤1中高温灼烧实验所需的仪器除三角架、泥三角、酒精喷灯外还有     。
a.蒸发皿  b.表面皿  c.瓷坩埚   d.铁坩埚
②实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗的原因是     。
③步骤3中采用饱和KCl溶液洗涤沉淀,其目的是     。
④步骤4中滴定终点的现象为     。
⑤样品中SiO2的质量分数可用公式“×100%”进行计算。由此分析步骤5中滴定反应的离子方程式为     。

(15分)碱式碳酸铜的成分有多种,其化学式一般可表示为xCu(OH)2·yCuCO3。
(1)孔雀石呈绿色,是一种名贵的宝石,其主要成分是Cu(OH)2·CuCO3。某兴趣小组为探究制取孔雀石的最佳反应条件,设计了如下实验:
实验1:将2.0mL 0.50 mol·L–1的Cu(NO3)2溶液、2.0mL 0.50 mol·L–1的NaOH溶液和0.25 mol·L–1的Na2CO3溶液按表Ⅰ所示体积混合。
实验2:将合适比例的混合物在表Ⅱ所示温度下反应。
实验记录如下:
表Ⅰ                                      表Ⅱ

编号
V (Na2CO3)/mL
沉淀情况
 
编号
反应温度/℃
沉淀情况
1
2.8
多、蓝色
 
1
40
多、蓝色
2
2.4
多、蓝色
 
2
60
少、浅绿色
3
2.0
较多、绿色
 
3
75
较多、绿色
4
1.6
较少、绿色
 
4
80
较多、绿色(少量褐色)
 
①实验室制取少许孔雀石,应该采用的最佳条件是                               。
②80℃时,所制得的孔雀石有少量褐色物质的可能原因是                          。
(2)实验小组为测定上述某条件下所制得的碱式碳酸铜样品组成,利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验:

步骤1:检查装置的气密性,将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中。
步骤2:打开活塞K,鼓入空气,一段时间后关闭,称量相关装置的质量。
步骤3:加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4:                                          (请补充该步操作内容)。
步骤5:称量相关装置的质量。
①装置A的作用是               ;若无装置E,则实验测定的x/y的值将        。(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②某同学在实验过程中采集了如下数据:
A.反应前玻璃管与样品的质量163.8g      B.反应后玻璃管中残留固体质量56.0g
C.装置C实验后增重9.0g                D.装置D实验后增重8.8g
为测定x/y的值,你认为可以选用上述所采集数据中的           (写出所有组合的字母代号)任一组即可进行计算,并根据你的计算结果,写出该样品组成的化学式                        。

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