Question

11．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（主要成分为FeO•Cr₂O₃，杂质为SiO₂、Al₂O₃）为原料生产它，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下图．

请回答下列问题．
（1）FeO•Cr₂O₃与氯酸钾、氢氧化钠高温反应化学方程式为6FeO•Cr₂O₂+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O．若有245g KClO₃ 参加反应，则转移的电子数为12mol．
（2）操作Ⅱ的名称是过滤．固体X的主要成分是，沉淀Y的主要成分是Al（OH）₃、H₂SiO₃．
（3）流程中①酸化所用的酸和②钾盐Z最合适的是（填符号）C，
A．盐酸和氯化钾 B．硫酸和氯化钾 C．硫酸和硫酸钾 D．次氯酸和次氯酸钾
酸化反应的离子方程式为2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O．
（4）称取制得的K₂Cr₂O₇晶体2.5000g 配成250mL 溶液，取出25.00mL 于锥形瓶中，加入10mL2mol/LH₂SO₄和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr³⁺），放于暗处5min，然后加入100mL 水，加入3mL 淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa₂S₂O₃ 标准溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2- ）．
①判断达到滴定终点的依据是：当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不再变化．
②若实验中共用去Na₂S₂O₃ 标准溶液40.00mL，计算所得产品中的重铬酸钾的纯度（设整个过程中其他杂质不参与反应）94.08%．

Answer 1

分析 由制备流程可知，高温下发生6FeO•Cr₂O₂+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7HCl+12H₂O，固体加水，Fe₂O₃不溶于水，SiO₂、Al₂O₃与NaOH反应而溶解，则操作I为溶解，操作Ⅱ为过滤，固体X为Fe₂O₃，溶液中含硅酸根离子、偏铝酸根离子，调节pH均转化为沉淀，Na₂CrO₄溶液在酸性溶液中反应生成K₂Cr₂O₇，浓缩、结晶、过滤、干燥得到K₂Cr₂O₇固体，以此来解答．

解答 解：由制备流程可知，高温下发生6FeO•Cr₂O₂+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7HCl+12H₂O，固体加水，Fe₂O₃不溶于水，SiO₂、Al₂O₃与NaOH反应而溶解，则操作I为溶解，操作Ⅱ为过滤，固体X为Fe₂O₃，溶液中含硅酸根离子、偏铝酸根离子，调节pH均转化为沉淀，Na₂CrO₄溶液在酸性溶液中反应生成K₂Cr₂O₇，浓缩、结晶、过滤、干燥得到K₂Cr₂O₇固体，
（1）FeO•Cr₂O₃与氯酸钾、氢氧化钠高温反应方程式为6FeO•Cr₂O₂+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O，反应中每7mol氯酸钾参加反应转移42mol电子，所以若有245g 即2molKClO₃ 参加反应，则转移的电子数为12mol，
故答案为：6FeO•Cr₂O₂+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O；12mol；
（2）由上述分析可知，操作Ⅱ分离溶液与不溶性固体，名称为过滤，根据上面的分析可知，固体X为Fe₂O₃，溶液中含硅酸根离子、偏铝酸根离子，调节pH均转化为沉淀，则Y中含Al（OH）₃、H₂SiO₃，
故答案为：过滤；Fe₂O₃；Al（OH）₃、H₂SiO₃；
（3）在酸性环境下，CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，即2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，应选硫酸酸化，因为氯离子能被氧化，故选C，
故答案为：C；2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
（4）①达到滴定终点时，当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不再变化，
故答案为：当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不再变化；
②由Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2- 可知，
存在Cr₂O₇^2-～6S₂O₃^2-，
    1           6
n      0.1200mol/L×0.040L
n=0.0008mol
250ml溶液中含有Cr₂O₇^2-物质的量为0.0008mol×$\frac{250}{25}$=0.008mol；
所得产品中重铬酸钾纯度=$\frac{0.008mol×294g/mol}{2.500g}$×100%=94.08%，
故答案为：94.08%．

点评 本题以物质的制备流程考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，涉及流程分析、混合物分离提纯等，把握流程分析及发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，综合性较强，题目难度中等．