Question

不锈钢中有一种重要的金属元素铬，是由铬铁矿（FeCr₂O₄）提炼而来，工业上用如下工艺将铬铁矿制得较纯的铬：

已知：CrO₄^2-

高温  .

Cr₂O₇^2-
（1）写出铬铁矿煅烧的化学方程式

 

．
（2）请写出操作①的内容

 

；实验室中进行操作②所需的玻璃仪器是

 

．
（3）酸化过程中所用酸不宜选用

 

（填序号）．
a．硫酸       b．硝酸       c．盐酸
（4）为控制生产过程中的pH，实验室用0.01mol?L^-1NaOH溶液测定所用酸的浓度：

图中

 

图是可能的滴定过程示意图，滴定时用酚酞作指示剂，当

 

，即判定到达滴定终点．
（5）滴定时取酸液10mL稀释至1L，取5mL进行滴定，直至终点．计算所用酸的c（H⁺）=

 

．
（6）请在图中将具体滴定过程描成实线．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验设计题

分析：铬铁矿（FeCr₂O₄）与Na₂CO₃混合，高温煅烧，被氧化为Fe₂O₃和Na₂CrO₄，配成溶液，过滤掉不溶的Fe₂O₃，向Na₂CrO₄溶液加酸，调节PH值，结晶得到NaCr₂O₇，高温下NaCr₂O₇被C还原为Cr₂O₃，经过过滤不溶性的氧化铁提纯，铝热反应制得较纯的铬，
（1）铬铁矿与碳酸钠混合煅烧生成氧化铁、铬酸钠与二氧化碳气体；
（2）酸性条件下，铬酸钠浓缩结晶得到张铬酸钠晶体，过滤使用烧杯、玻棒、漏斗；
（3）CrO₄^2-转化的Cr₂O₇^2-中Cr是+6价，具有强氧化性，不能使用还原性的酸；
（4）经过酸化后，溶液呈酸性，PH较小，加入氢氧化钠后，PH逐渐增大；
（5）根据酸碱中和计算；
（6）图象Ⅰ符合实际情况．

解答： 解：铬铁矿（FeCr₂O₄）与Na₂CO₃混合，高温煅烧，被氧化为Fe₂O₃和Na₂CrO₄，配成溶液，过滤掉不溶的Fe₂O₃，向Na₂CrO₄溶液加酸，调节PH值，结晶得到NaCr₂O₇，高温下NaCr₂O₇被C还原为Cr₂O₃，经过滤不溶性的氧化铁提纯，铝热反应制得较纯的铬，
（1）铬铁矿煅烧生成铬酸钠，反应化学方程式为4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂

高温  .

2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂，故答案为：4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂

高温  .

2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂；
（2）酸性条件下，铬酸钠浓缩结晶得到张铬酸钠晶体，过滤使用烧杯、玻棒、漏斗，故答案为：浓缩、结晶；烧杯、玻棒、漏斗；   
（3）CrO₄^2-转化的Cr₂O₇^2-中Cr是+6价，具有强氧化性，不能使用还原性的酸，不能使用盐酸，故答案为：c；   
（4）经过酸化后，溶液呈酸性，PH较小，加入氢氧化钠后，PH逐渐增大，图Ⅰ符合，滴定时用酚酞作指示剂，若溶液由无色变为粉红色且半分钟内不褪色，则说明达到滴定终点，故答案为：I；溶液由无色变为粉红色且半分钟内不褪色；  
（5）0.01mol?L^-1NaOH溶液共用20mL，滴定时取酸液10mL稀释至1L，取5mL进行滴定，直至终点，则

c

100

×5=0.01×20，解得c=4.0mol/L，故答案为：4.0mol/L；
（6）图象Ⅰ符合实际情况，描成实线为，故答案为：．

点评：本题考查混合物的分离、提纯，明确流程中操作的目的是解答的关键，注意利用关系式计算，题目难度中等．