题目内容

7．工业上以铬铁矿（主要成分FeO•Cr2O3）、碳酸钠、氧气和硫酸为原料生产重铬酸钠（Na2Cr2O7•2H2O）的主要反应如下：
①4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$8Na2CO3+2Fe2O3+8CO2
②2Na2Cro4+H2SO4?Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O
（1）工业上反应①需不断搅拌，其目的是使反应物充分接触，加快反应速率．
（2）如图是红矾钠（Na2Cr2O7•2H2O）和Na2SO4的溶解度曲线．
从Na2Cr2O7Na和Na2SO4的混合溶液中提取Na2Cr2O7晶体的操作：先将混合溶液蒸发浓缩，趁热过滤．然后将滤液冷却结晶，从而析出红矾钠．趁热过滤的目的是有利于硫酸钠结晶析出，可以防止Na2Cr2O7•2H2O结晶析出；
（3）含Cr2O72-的废水要经过化学处理，使c（Cr2O72+）降到5.0×10-5mol/L以下才能排放，用沉淀法处理该废液是方法之一．
已知：Ksp（BaCr2O7）=2×10-7，则c（Ba2+）至少应达到4×10-3mol/L．
（4）用重铬酸钾测定铁矿石中铁的含量，实验步骤如下：
步骤1：将mg铁矿石加浓盐酸加热溶解
步骤2：加入SnCl2溶液将Fe3+还原
步骤3：将所得溶液冷却，加入HgCl2溶液，将过量的Sn2+氧化为Sn4+
步骤4：加入15mL硫酸和磷酸的混合酸及5滴0.2%二苯胺磺酸钠指示剂
步骤5：立即用cmol-1重铬酸钾溶液滴定至溶液呈稳定紫色，即为终点，消耗重铬酸钾溶VmL
（已知：6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O）
①写出SnCl2还原Fe3+的离子方程式2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+．
②求mg铁矿石中含铁元素的质量（用含字母c、V的代数式表示）0.336cVg．
③如省去步骤③，则所测定的铁的含量偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
④步骤5使用的玻璃仪器有酸式滴定管、锥形瓶．

分析 （1）反应①是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，使反应物充分接触，加快反应速率；
（2）由图可知，温度高有利于硫酸钠结晶析出，可以防止Na2Cr2O7•2H2O结晶析出；
（3）c（Cr2O72+）小于5.0×10-5mol/L才能达标，结合Ksp（BaCr2O7）=2×10-7计算出钡离子的最小浓度；
（4）①SnCl2还原Fe3+生成亚铁离子，自身被氧化为Sn4+；
②根据n=cV计算出消耗重铬酸根离子的物质的量，再结合反应方程式计算出样品中含有铁离子的物质的量，最后根据m=nM计算出铁元素的质量；
③重铬酸钾溶液能氧化Sn2+，使消耗的重铬酸钾溶液体积偏大，计算铁元素的质量偏高；
④步骤5的操作是滴定，酸性高锰酸钾具有强氧化性，应使用酸式滴定管，锥形瓶内盛放待测液．

解答 解：（1）反应①是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，使反应物充分接触，加快反应速率，
故答案为：使反应物充分接触，加快反应速率；
（2）由图可知，温度高有利于硫酸钠结晶析出，可以防止Na2Cr2O7•2H2O结晶析出；滤液的温度较高，从溶液中获得晶体需要冷却结晶，
故答案为：有利于硫酸钠结晶析出，可以防止Na2Cr2O7•2H2O结晶析出；
（3）c（Cr2O72+）小于5.0×10-5mol/L才能达标，已知Ksp（BaCr2O7）=2×10-7，则c（Ba2+）≥$\frac{2×1{0}^{-7}}{5×1{0}^{-5}}$mol/L=4×10-3mol/L；
故答案为：4×10-3mol/L；
（4）①SnCl2还原Fe3+生成亚铁离子，自身被氧化为Sn4+，反应离子方程式为：2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+，
故答案为：2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+；
②VmL cmol/l的重铬酸钾的物质的量为：cmol/L×V×10-3L=cV×10-3mol，根据反应6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O可知，mg样品中含有铁元素的质量为：56g/mol×6×cV×10-3mol=0.336cVg，
答案为：0.336cVg；
③重铬酸钾溶液能氧化Sn2+，使消耗的重铬酸钾溶液体积偏大，计算铁元素的质量偏高，所测定的铁的含量偏高，
故答案为：偏高；
④步骤5的操作是滴定，酸性高锰酸钾具有强氧化性，应使用酸式滴定管，锥形瓶内盛放待测液，
故答案为：酸式滴定管、锥形瓶．

点评 本题考查探究物质组成、测量物质含量的方法，题目难度中等，涉及常用化学用语的表示方法、氧化还原反应滴定、化学计算等知识，是对学生综合能力的考查，需要学生基本扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力．

练习册系列答案
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