Question

重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]是一种橘黄色晶体，可用作有机合成催化剂、实验室制纯净的N2及Cr2O3等。实验室可由工业级铬酸钠(Na2CrO4)制取重铬酸铵。有关物质的溶解度如图所示。

实验步骤如下：

步骤1：将铬酸钠溶于适量的水，加入一定量浓硫酸酸化，使铬酸钠转化为重铬酸钠。

步骤2：将上述溶液蒸发结晶，并趁热过滤。

步骤3：将步骤2得到的晶体再溶解，再蒸发结晶并趁热过滤。

步骤4：将步骤2、3得到的滤液冷却至40 ℃左右进行结晶，用水洗涤，获得重铬酸钠晶体。

步骤5：将步骤4得到的重铬酸钠和氯化铵按物质的量之比1∶2 溶于适量的水中，加热至105～110 ℃，让其充分反应。

(1)步骤1是一个可逆反应，该反应的离子方程式为_____________。

(2)步骤2、3的主要目的是_______________________________________。

(3)步骤4在40 ℃左右结晶，其主要目的是________________________________。

(4)步骤5获得(NH4)2Cr2O7还需补充的操作有_________________________________。

(5)(NH4)2Cr2O7受热分解制取Cr2O3的化学方程式为_____________________________。

(6)对上述产品进行检验和含量测定。

①检验产品中是否含有K＋的实验方法是_________________________________。

②为了测定上述产品中(NH4)2Cr2O7的含量，称取样品0.150 0 g，置于锥形瓶中，加50 mL水，再加入2 g KI(过量)及稍过量的稀硫酸溶液，摇匀，暗处放置10 min，然后加150 mL蒸馏水并加入3 mL 0.5%淀粉溶液，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液30.00 mL，则上述产品中(NH4)2Cr2O7的纯度为__________(假定杂质不参加反应，已知：Cr2O＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O，I2＋2S2O===2I－＋S4O)

Answer 1

答案　(1)2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O

(2)除去硫酸钠杂质　(3)尽量使Na2SO4不析出

(4)冷却结晶、过滤、冰水洗涤及干燥

(5)(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋N2↑＋4H2O

(6)①用洁净的铂丝在酒精灯外焰上灼烧至无色，然后沾取晶体或蘸其溶液少许，在酒精灯外焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察，若火焰显紫色说明含有K＋，否则不含

②84.0%

解析　(1)加入浓硫酸后，铬酸钠会转化为重铬酸钠，此可逆反应的离子方程式为2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O。

(2)步骤2、3采用了重结晶法，目的是除去溶液中可溶性的杂质，应该是硫酸钠。

(3)由图像可看出40 ℃时硫酸钠的溶解度最大，此时主产品结晶并尽可能地避免杂质硫酸钠结晶析出。

(4)由图像可看出重铬酸铵随着温度升高，溶解度增大，则要得到重铬酸铵，需要将所得溶液进行冷却结晶、过滤、洗涤(最好是用冰水洗涤以减少损失)和干燥。

(6)①K＋的检验采用的是焰色反应，且要透过蓝色的钴玻璃观察火焰颜色，焰色为紫色。

②根据题给反应得出：

(NH4)2Cr2O7～3I2～6Na2S2O3

252 g  6 mol

x  0.100 0 mol·L－1×0.03 L

解得x＝0.126 0 g，则(NH4)2Cr2O7的纯度为×100%＝84.0%。