Question

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（主要成份为FeO?Cr₂O₃，以及SiO₂、Al₂O₃等杂质）为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下：

反应器中主要发生的反应为：
Ⅰ．FeO?Cr₂O₃+NaOH+KClO₃→Na₂CrO₄+Fe₂O₃+H₂O+KCl（未配平）
Ⅱ．Na₂CO₃+SiO₂

△   .

Na₂SiO₃+CO₂↑
Ⅲ．Al₂O₃+2NaOH

△   .

2NaAlO₂+H₂O
在步骤③中将溶液pH调节到7～8可以将SiO₃^2-和AlO₂^-转化为相应的沉淀除去．
（1）在反应Ⅰ中氧化剂是

 

，若有245g KClO₃参加反应，则转移的电子数为

 

．
（2）反应器中生成的Fe₂O₃又可和Na₂CO₃反应得到一种摩尔质量为111g/mol的化合物，能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，写出生成该化合物的化学反应方程式

 

．
（3）操作④目的是将CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，其现象为

 

，离子方程式为

 

．
（4）请选用合适的方法进一步提纯粗产品重铬酸钾

 

（填字母）
A．重结晶   B．萃取分液   C．蒸馏
（5）分析产品中K₂Cr₂O₇的纯度是利用硫酸酸化的K₂Cr₂O₇将KI氧化成I₂，然后利用相关物质测出I₂的量从而获得K₂Cr₂O₇的量，写出酸化的K₂Cr₂O₇与KI反应的化学方程式

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计,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：（1）氧化剂是反应中化合价降低的物质，在反应Ⅰ中KClO₃中的氯元素化合价从+5降到-1，为氧化剂，245g KClO₃的物质的量为2mol，则转移电子的物质的量为12mol，即12 NA；
（2）Fe₂O₃和Na₂CO₃反应，产物中应有CO₂，另一种产物中含有钠、铁元素，结合摩尔质量为111g/mol，推出该化合物的化学式为NaFeO₂，所以生成该化合物的化学反应方程式Fe₂O₃+Na₂CO₃=2NaFeO₂+CO₂↑；
（3）CrO₄^2-、Cr₂O₇^2-的颜色分别为黄色、橙色，所以现象为溶液由黄色变为橙色，反应的离子方程式为 2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O；
（4）萃取分液适用于互不相溶的液体，蒸馏适用于沸点相差较大的互溶液体，而重结晶法是利用物质不同温度下溶解度的不同，分离提纯待重结晶物质的过程，所以选择A；
（5）硫酸酸化的K₂Cr₂O₇与KI反应，根据氧化还原反应理论，得化学反应方程式K₂Cr₂O₇+7H₂SO₄+6KI=Cr₂（SO₄）₃+3I₂+7H₂O+4K₂SO₄．

解答： 解：（1）氧化剂是反应中化合价降低的物质，在反应Ⅰ中KClO₃中的氯元素化合价从+5降到-1，为氧化剂，245g KClO₃的物质的量为2mol，则转移电子的物质的量为12mol，即12 NA；故答案为：KClO₃；12N_A；
（2）Fe₂O₃和Na₂CO₃反应，产物中应有CO₂，另一种产物中含有钠、铁元素，结合摩尔质量为111g/mol，推出该化合物的化学式为NaFeO₂，所以生成该化合物的化学反应方程式Fe₂O₃+Na₂CO₃

△   .

2NaFeO₂+CO₂↑；
故答案为：Fe₂O₃+Na₂CO₃

△   .

2NaFeO₂+CO₂↑；
（3）CrO₄^2-、Cr₂O₇^2-的颜色分别为黄色、橙色，所以现象为溶液由黄色变为橙色，反应的离子方程式为 2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O；
故答案为：溶液由黄色变为橙色；2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O；
（4）萃取分液适用于互不相溶的液体，蒸馏适用于沸点相差较大的互溶液体，而重结晶法是利用物质不同温度下溶解度的不同，分离提纯待重结晶物质的过程，所以选择A；故答案为：A；
（5）硫酸酸化的K₂Cr₂O₇与KI反应，根据氧化还原反应理论，得化学反应方程式K₂Cr₂O₇+7H₂SO₄+6KI=Cr₂（SO₄）₃+3I₂+7H₂O+4K₂SO₄．
故答案为：K₂Cr₂O₇+7H₂SO₄+6KI=Cr₂ （SO₄）₃+3I₂+7H₂O+4K₂SO₄．

点评：本考查氧化剂的判断、电子转移数目的计算、化学方程式的推断、离子方程式的书写以及物质提纯方法．