Question

红矾（重铬酸钠Na₂Cr₂O₇）是一种非常重要的工业产品；工业上生产红矾的工艺流程如下：①铬铁矿（可视为FeO?Cr₂O₃、还含有Al₂O₃、SiO₂）与纯碱、石灰石混合后通过空气焙烧（使铬转化为+6价化合物）②焙烧产物加水后，并用硫酸调成中性溶液③过滤、滤液加硫酸酸化、浓缩、结晶成红矾．
（1）完成下列化学方程式：
SiO₂+CaCO₃

焙烧

 

；Al₂O₃+Na₂CO₃

焙烧

 

．
（2）配平下列反应方程式，填上系数：

 

 FeO?Cr₂O₃+

 

Na₂CO₃+

 

O₂=

 

Na₂CrO₄+

 

Fe₂O₃+

 

CO₂
（3）用水浸取焙烧产物，并用硫酸调成中性的目的是

 

，并写出有关的离子方程式

 

．

Answer 1

考点：硅和二氧化硅,氧化还原反应方程式的配平,镁、铝的重要化合物

专题：

分析：（1）碳酸钙和二氧化硅在高温下生成硅酸钙和二氧化碳，碳酸钠和氧化铝在高温下生成偏铝酸钠和二氧化碳；
（2）反应只有O元素的化合价降低，由0价降低为-2价，还原剂是FeO?Cr₂O₃，铁元素和铬元素失电子化合价升高，氧化还原反应中，元素化合价升高值等于元素化合价降低值，根据电子守恒来配平方程式；
（3）焙烧产物为CaSiO₃、NaAlO₂、Na₂CrO₄、Fe₂O₃，用水浸取焙烧产物，并用硫酸调成中性的目的是提取可溶物质，并使AlO₂^-转化成Al（OH）₃，据此分析解答；

解答： 解：（1）碳酸钙和二氧化硅在高温下反应：SiO₂+CaCO₃

高温  .

CaSiO₃+CO₂，碳酸钠和氧化铝在高温下反应：Al₂O₃+Na₂CO₃

高温  .

2NaAlO₂+CO₂，
故答案为：SiO₂+CaCO₃

高温  .

CaSiO₃+CO₂；Al₂O₃+Na₂CO₃

高温  .

2NaAlO₂+CO₂；
（2）该反应中元素的化合价变化如下：O₂→O，O元素的化合价由价0→-2价，一个O₂得到4个电子；
FeO?Cr₂O₃→Fe₂O₃，FeO?Cr₂O₃→Na₂CrO₄，Fe元素的化合价由+2价→+3价，失去e^-，Cr元素的化合价由+3价→+6价，失去3e^-，1molFeO?Cr₂O₃失去7mol电子，1molO₂得到4mol电子，化合价升高数=化合价降低数，所以得失电子的最小公倍数为28，所以方程式为：4FeO?Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂

高温  .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂，
故答案为：4、8、7、8、2、8；
（3）焙烧产物为CaSiO₃、NaAlO₂、Na₂CrO₄、Fe₂O₃，用水浸取焙烧产物，溶液中主要溶质为NaAlO₂、Na₂CrO₄、用硫酸调成中性溶液AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓，使AlO₂^-转化成Al（OH）₃，过滤、滤液加硫酸酸化、浓缩、结晶成红矾Na₂Cr₂O₇，
故答案为：提取可溶物质，并使AlO₂^-转化成Al（OH）₃；AlO₂^-+H⁺+H₂O═Al（OH）₃↓；

点评：本题考查了元素化合物知识，侧重考查氧化还原反应方程式的书写，根据氧化还原反应中得失电子数相等和原子守恒配平，明确元素的化合价是解本题的关键，题目难度中等．