题目内容

（17分）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。

 
 

(1)实验室中红矾钠可用铬铁矿(主要成分：FeO?2Cr2O3)利用以下过程来制取。

①步骤Ⅰ中反应的化学方程式为：

   

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．通入过量的氧气    C．将原料粉碎    D．增加纯碱的用量

②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               、               。

    ③步骤Ⅲ是除去Na2CrO4溶液中的杂质。

    ④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为：               。

    (2)将红矾钠与KCl固体按物质的量比为1：2混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体。其溶解度随温度升高而升高且受温度影响大，请填写表中空格，探究制备过程。

序号

实验步骤

口述实验操作(不必叙述如何组装实验装置)

①

溶解

将混合物放入烧杯中，加水，充分搅拌直到固体不再溶解。

②

 

 

③

 

 

④

 

 

⑤

过滤、干燥

得到K2Cr2O7晶体

(3)K2Cr2O7的酸性溶液具有很强的氧化性，试写出其与FeSO4溶液反应的离子方程式：

                                                                     。

（1）①A、B、C（3分）

        ②（2分）（2分）

③（2分）

（2）

②

蒸发(1分)

将所得溶液转移至蒸发皿中，加热蒸发溶液，使结晶析出(1分)

③

过滤(1分)

趁热过滤，将晶体与溶液分离（1分)

④

冷却，结晶(1分)

冷却滤液使结晶析出（1分）

 

(3)
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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．
（1）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?8Na2CrO4（s）+2Fe2O3（s）+8CO2；△H＜0
该反应的化学平衡常数的表达式为
K=
c(CO2)8
c(O2)7
K=
c(CO2)8
c(O2)7
．
②图1、图2表示该反应在t1时达到平衡、在t2时因改变某个条件而发生变化的曲线：
由图1判断，反应进行至t2min时，曲线发生变化的原因是
t2时对平衡体系降温
t2时对平衡体系降温
（用文字表达）．
由图2判断，t2min到t3 min 的曲线变化的原因可能是
b
b
（填编号）
a．升高温度        b．加了催化剂  c．将原料粉碎      d．缩小容器体积

（2）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
Na[A1（OH）4]（或NaA1O2）
Na[A1（OH）4]（或NaA1O2）
、
Na2SiO3
Na2SiO3
．
①步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7～8并煮沸，其目的是
除去[A1（OH）4]-（或A1O2-）、SiO32-等杂质
除去[A1（OH）4]-（或A1O2-）、SiO32-等杂质
．
②步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为：
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O
．
（2013?江门一模）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
增大反应物的接触面积，加快反应速率
增大反应物的接触面积，加快反应速率
．
（2）杂质A1203，SiO2在①中转化的化学反应方程式为
Al2O3+Na2CO3
 高温 
.
 
2NaAlO2+CO2↑；SiO2+Na2CO3
 高温 
.
 
Na2SiO3+CO2↑
Al2O3+Na2CO3
 高温 
.
 
2NaAlO2+CO2↑；SiO2+Na2CO3
 高温 
.
 
Na2SiO3+CO2↑

（3）用化学平衡移动原理说明③中煮沸的作用是
水解吸热，煮沸促进AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-，SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-水解平衡向右移动，生成氢氧化铝、硅酸沉淀
水解吸热，煮沸促进AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-，SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-水解平衡向右移动，生成氢氧化铝、硅酸沉淀
（用离子方程式结合文字说明），若调节pH过低产生的影响是
H+将水解生成的氢氧化铝沉淀溶解，杂质Al3+难与Na2CrO4分离
H+将水解生成的氢氧化铝沉淀溶解，杂质Al3+难与Na2CrO4分离

（4）⑤中酸化是使Cr042一转化为Cr2072一，写出该反应的离子方程式：
2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

（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：
阴极：4H2O+4e-═4OH-+2H2↑或2H2O+2e-═2OH-+H2↑
或4H++4e═2H2↑或2H++2e═H2↑
阴极：4H2O+4e-═4OH-+2H2↑或2H2O+2e-═2OH-+H2↑
或4H++4e═2H2↑或2H++2e═H2↑

阳极发生的电极反应式为：
阳极：2H2O-4e-═O2↑+4H+或4OH--4e-═O2↑+2H2O
阳极：2H2O-4e-═O2↑+4H+或4OH--4e-═O2↑+2H2O
．
红矾钠（重铬酸钠：Na2Cr2O7?2H2O）是重要的基础化工原料．铬常见价态有+3、+6价．铬的主要自然资源是铬铁矿FeCr2O4（含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质），实验室模拟工业以铬铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如图1所示：
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①中主要反应：4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2
高温
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
①中副反应：Al2O3+Na2CO3
高温
2NaAlO2+CO2↑，SiO2+Na2CO3
高温
Na2SiO3+CO2↑
请回答下列问题：
（1）FeCr2O4化学名为亚铬酸亚铁，写出它的氧化物形式
 
．步骤“①”的反应器材质应选用
 
（填“瓷质”、“铁质”或“石英质”）．
（2）“②”中滤渣1的成分是
 
，“③”中调pH值是
 
 （填“调高”或“调低”），“④”中 滤渣2的成分是
 
．
（3）“⑤”酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-，写出平衡转化的离子方程式：
 
．
（4）如图2所示是Na2Cr2O7?2H2O和Na2SO4的溶解度曲线，则操作Ⅰ是
 
，操作Ⅱ是
 
（填序号）．
①蒸发浓缩，趁热过滤          
②降温结晶，过滤
（5）已知某铬铁矿含铬元素34%，进行步骤①～④中损失2%，步骤⑤～⑦中产率为92%，则1吨该矿石理论上可生产红矾钠
 
吨（保留2位小数）．

红矾钠（重铬酸钠：Na2Cr2O7·2H2O）是重要的基础化工原料。铬常见价态有+3、+6价。铬的主要自然资源是铬铁矿FeCr2O4（含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质），实验室模拟工业以铬铁矿为原料生产红矾钠的主要流程如下：

①中主要反应：4 FeCr2O4 + 8Na2CO3+ 7O2  8Na2CrO4 + 2Fe2O3+ 8CO2

①中副反应：Al2O3 + Na2CO3 2NaAlO2 + CO2↑，SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2↑

请回答下列问题：

（1）FeCr2O4化学名为亚铬酸亚铁，写出它的氧化物形式________________。步骤“①”的反应器材质应选用__________（填“瓷质”、“铁质”或“石英质”）。

（2）“②”中滤渣1的成分是__________，“③”中调pH值是_______ （填“调高”或“调低”），“④”中滤渣2的成分是___________。

（3）“⑤”酸化的目的是使CrO42－转化为Cr2O72－，写出平衡转化的离子方程式：__________________________。

（4）上图是Na2Cr2O7·2H2O和Na2SO4的溶解度曲线，则操作I是______，操作II是______（填序号）。

①蒸发浓缩，趁热过滤②降温结晶，过滤

（5）已知某铬铁矿含铬元素34%，进行步骤①~④中损失2%，步骤⑤~⑦中产率为92%，则1吨该矿石理论上可生产红矾钠_______吨（保留2位小数）。

 

（16分）（Ⅰ）下列实验操作或实验叙述正确的是（   ）
A.可用过滤的方法除去氢氧化铁胶体中少量的氯化铁
B.用酸式滴定管量取18.80mL的碳酸钠溶液
C.配制0.1mol/L的硫酸时，用量筒量取浓硫酸，要洗涤量筒，否则配制的溶液浓度偏低
D.振荡用饱和的碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯的试管，发现有气泡冒出，它是CO2气体
E.实验室制取氨气时，常用无水氯化钙进行干燥
（Ⅱ）红矾钠（重铬酸钠：Na2Cr2O2·2H2O）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用作氧化剂，应用十分广泛。
（1）实验室中红矾钠可用铬铁矿（主要成分：FeO·Cr2O3）作原料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)＋7O28Na2CrO4(s)＋2Fe2O3(s)＋8CO2，该反应的化学平衡常数的表达式为)_____________，在常温下该反应速率极慢，下列措施中不能使反应速率增大的是____________ 。
A、升高温度    B、将原料粉碎     C、增加纯碱的用量    D、通入过量的空气
②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__________。
③步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7～8并煮沸，其目的是_________________________________。
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为______________________________________________。
(2）将红矾钠与KCl固体按1：2（物质的量之比）混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体。请填写表中空格，完成上述过程

序号
实验步骤
简述实验操作(不必叙述如何组装实验装置)
①
溶解
将混合物放入烧杯中、加水、充分搅拌直到固体不能溶解
②
 
 
③
 
 
④
 
 
⑤
过滤、干燥
得到K2Cr2O7晶体
 

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