Question

【题目】红矾钠（重铬酸钠：Na2Cr2O7·2H2O）是重要的基本化工原料，在印染工业、电镀工业和皮革工业中作助剂，在化学工业和制药工业中也用作氧化剂，应用领域十分广泛。

实验室中红矾钠可用铬铁矿（主要成分：FeO·Cr2O3）利用以下过程来制取。

（1）步骤I中反应的化学方程式为：4FeO·Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2 (g) 8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g) △H<0该反应的化学平衡常数的表达式为__________________________。

（2）在常温下该反应速度极慢，下列措施中能使反应速率增大的是_____________________________ 。

a．升高温度 b．及时转移生成CO2 c．将原料粉碎 d．增加纯碱的用量

（3）步骤Ⅱ中所得溶液显碱性，其中除含有Na2CrO4外还含有铝、硅元素的化合物，它们的化学式可能是__________________________、____________________________。

（4）步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7~8并煮沸，其目的是_____________________________________。

（5）步骤Ⅳ酸化时，CrO42－转化为Cr2O72－，写出平衡转化的离子方程式：_________________。

Answer 1

【答案】 K = c8（CO2）/c7 (O2) a c NaA1O2 Na2SiO3 除去A1O2-、SiO32-等杂质 2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O

【解析】(1). 在4FeO·Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2 (g) 8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g) 中，FeO·Cr2O3、Na2CO3、Na2CrO4、Fe2O3为固体，则该反应的化学平衡常数表达式为： K = c8（CO2）/c 7 (O2)，故答案为： K = c8（CO2）/c 7 (O2)；

(2). a. 升高温度，可以加快反应速率，故a正确；b. 及时转移生成的CO2，CO2的浓度减小，反应速率减慢，故b错误；c. 将原料粉碎，可以增大固体的接触面积，加快反应速率，故c正确；d. 因纯碱是固体，所以增加纯碱的用量，不能改变反应速率，故d错误；答案选ac；

(3). 铬铁矿的主要成分是FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、SiO2等杂质，步骤Ⅱ中所得溶液显碱性，为了不引入新的杂质，说明步骤II中加入的物质是氢氧化钠，Al2O3、SiO2能和氢氧化钠反应分别生成偏铝酸钠和硅酸钠，故答案为：NaA1O2；Na2SiO3；

(4). 步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7~8并煮沸，A1O2-、SiO32-等杂质可以生成沉淀而除去，故答案为：除去A1O2-、SiO32-等杂质；

(5). 步骤IV酸化时，CrO42－转化为Cr2O72－，该反应的离子方程式为：2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O，故答案为：2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O。