Question

化工原料红矾钠（重铬酸钠：Na₂Cr₂0₇-2H₂0）主要是以铬铁矿（主要成份为FeO-Cr₂O₃，还含有A1₂0₃，Si0₂等杂质）为主要原料生产，其主要工艺流程如图1：

步骤①中主要反应的化学方程式为：Fe0?Cr₂O₃+8Na₂C0₃+70₂=8Na₂Cr0₄+2Fe₂O₃+8C0₂
（I）①中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是______．．
（2）杂质A1₂0₃，SiO₂在①中转化的化学反应方程式为______
（3）用化学平衡移动原理说明③中煮沸的作用是______（用离子方程式结合文字说明），若调节pH过低产生的影响是______
（4）⑤中酸化是使Cr0₄^2一转化为Cr₂0₇^2一，写出该反应的离子方程式：______
（5）工业上还可用电解法制备重铬酸钠，其装置示意图如图2：
阴极发生的电极反应式为：______
阳极发生的电极反应式为：______．

Answer 1

解：（1）固体反应物在搅拌时可充分接触而反应，故答案为：增大反应物的接触面积，加快反应速率；
（2）Al₂O₃与纯碱反应转变为可溶性盐，生成NaAlO₂，反应的化学方程式为Al₂O₃+Na₂CO₃ 2NaAlO₂+CO₂↑，二氧化硅与硅酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂↑，故答案为：Al₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+CO₂↑；SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂↑；
（3）水解是吸热反应，加热促进AlO₂^-、SiO₃^2-水解生成氢氧化铝、硅酸沉淀，离子方程式：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-；氢氧化铝沉淀可与氢离子反应生成Al³⁺，杂质Al³⁺难与Na₂CrO₄分离，
故答案为：水解吸热，煮沸促进AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-水解平衡向右移动，生成氢氧化铝、硅酸沉淀；H⁺将水解生成的氢氧化铝沉淀溶解，杂质Al³⁺难与Na₂CrO₄分离；
（4）CrO₄^2-在酸性条件下与H⁺离子反应生成Cr₂O₇^2-，该反应为可逆反应，反应的离子方程式为2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O，故答案为：2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O；
（5）溶液中有四种离子，重铬酸酸根，钠离子，氢离子和氢氧根，在阴极上氢离子放电：2 H⁺+2e═H₂↑；在阳极上氢氧根放电：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，故答案为：阴极：4H₂O+4e^-═4OH^-+2H₂↑ 或 2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑
或4 H⁺+4e═2H₂↑ 或2 H⁺+2e═H₂↑；阳极：2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺ 或 4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；
分析：（1）固体反应物在搅拌时可充分接触而反应；
（2）根据Al₂O₃与纯碱反应转变为可溶性盐，生成NaAlO₂；二氧化硅与硅酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳；
（3）水解是吸热反应，氢氧化铝沉淀可与氢离子反应；
（4）CrO₄^2-在酸性条件下与H⁺离子反应生成Cr₂O₇^2-；
（5）电解时阴极得电子，阳极失电子；
点评：本题考查较为综合，涉及化学反应速率、化学方程式的书写、水解平衡以及电极反应式的书写等问题，题目难度中等，本题注意（4）是平衡，2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O；（5）从离子放电顺序的角度分析．