Question

【题目】重铬酸钾(K2Cr2O7)为用途极广的含铬化合物，可用于制备铬矾、火柴、铬颜料，并用于鞣革、电镀、有机合成等。铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备K2Cr2O2晶体的过程如图所示

根据题意回答下列问题：

(1)煅烧时，铬铁矿发生复杂反应生成Na2CrO4和 NaFeO2，同时杂质SiO2、Al2O3与Na2CO3发生反应，其中Al2O3发生反应的化学方程式为___。

(2) NaFeO2遇水强烈水解生成滤渣1，反应的离子方程式为______。

(3)滤液1和滤液2均需调节溶液pH，滤液1调节pH为7~8的目的为_____；滤液2调节pH约为5的目的是_____。

物质	溶解度(g/100g)
	0℃	40℃	80℃
KCl	28	40.1	51.3
NaCl	35.7	36.4	38
K2Cr2O7	4.7	26.3	73
Na2Cr2O7	163	215	376

(4)向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，析出K2Cr2O7晶体。分析此法能够制得K2Cr2O7晶体的原因：____；为了从溶液中得到较多K2Cr2O7晶体的操作过程是____、____、过滤、洗涤、干燥。

(5)KCr2O7产品含量测定：准确称取试样2.5g，配成250ml溶液，用移液管吸取25.00mL溶液于碘量瓶中，加入10mL2mol·L-1硫酸、2gKI，放于暗处5min，另加l00m水，用0.2000mol·L－1Na2S2O3标准液滴定至溶液呈黄绿色，再加人3mL淀粉溶液继续滴定至蓝色褪去并呈亮绿色。进行平行实验三次，平均消耗NaS2O3标准液的体积为25.00mL.K2Cr2O7产品的纯度为______。已知有关反应如下：；

Answer 1

【答案】Na2CO3+Al2O32NaAlO2+ CO2↑ FeO2-+2H2O =OH-+Fe(OH)3↓ 使NaAlO2、Na2SiO3反应生成Al(OH)3、H2SiO3除去 使Na2CrO4在酸性条件下转化为Na2Cr2O7 同温下，Na2CrO4的溶解度大于K2Cr2O7，冷却时会析出K2Cr2O7晶体 加热浓缩 冷却结晶 98%

【解析】

由流程图可知，焙烧时发生反应铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，将铬铁矿和碳酸钠、氧气混合焙烧，发生反应：4 FeO·Cr2O3+8 Na2CO3+7O28 Na2CrO4+ 2Fe2O3+8 CO2↑、Na2CO3+ SiO2Na2SiO3+ CO2↑、Na2CO3+Al2O32NaAlO2+ CO2↑，然后水浸时发生NaFeO2+2H2O =NaOH+Fe(OH)3↓，过滤得到滤渣1和滤液1，Na2Cr2O7有强氧化性，滤液1中主要成分NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4、NaOH，滤渣1为Fe(OH)3；将滤液1调节pH使NaAlO2、Na2SiO3反应生成Al(OH)3、H2SiO3，滤渣2 Al(OH)3、H2SiO3，滤液2主要是Na2CrO4，调节溶液pH使溶液呈酸性，溶质变为Na2Cr2O7，然后加入氯化钾固体，因为Na2CrO4的溶解度大于K2Cr2O7，所以得到K2Cr2O7晶体，采用过滤的方法得到K2Cr2O7晶体。

（1）根据题中的信息可知，Al2O3与Na2CO3反应生成NaAlO2，反应化学方程式为：Na2CO3+Al2O32NaAlO2+ CO2↑；

（2）根据分析可知滤渣1为Fe(OH)3，反应的离子方程式为：FeO2-+2H2O =OH-+Fe(OH)3↓；

（3）滤液1调节pH使NaAlO2、Na2SiO3反应生成Al(OH)3、H2SiO3，达到除杂目的；滤液2调节pH约为5的目的是使Na2CrO4在酸性条件下转化为Na2Cr2O7；

（4）由图表中的数据可知同温下，Na2CrO4的溶解度大于K2Cr2O7，溶液中加入氯化钾固体，生成溶解度小的K2Cr2O7，K2Cr2O7晶体的溶解度受温度影响比较大，杂质能溶于水得到较多晶体操作是加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；K2Cr2O7晶体进一步提纯的操作是重结晶；

（5）根据所给的两个方程式可知道物质间的数量关系，由此确定关系式：K2Cr2O73I26 Na2S2O3，n(Na2S2O3)=(0.2000×25.00×10-3)mol，则样品中n(K2Cr2O7)=

，则纯度为：=98% 。