[题目]铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3.还含有MgO.Al2O3.Fe2O3等杂质.以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程图:已知:①Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑,②Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+.根据题意回答下列问题:(1)“焙烧时FeO·Cr2O3转化为Na2CrO4和Fe2O3.写出“焙烧时� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程图：

已知：①Na2CO3＋Al2O32NaAlO2＋CO2↑；

②Cr2O72-＋H2O2CrO42-＋2H＋。

根据题意回答下列问题：

(1)“焙烧”时FeO·Cr2O3转化为Na2CrO4和Fe2O3，写出“焙烧”时反应的化学方程式：_____________。

(2)①要检测“酸化”操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用______(填字母代号)。

a．广泛pH试纸　

b．甲基橙

c．pH计

d．精密pH试纸

②“酸化”步骤用醋酸调节溶液pH＜5，其目的是_____________。

(3)“操作Ⅲ”由多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、_____________、_____________、过滤、洗涤、干燥。

(4)相关物质的溶解度数据如下表所示。“操作Ⅲ”中发生反应的化学方程式为Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7↓＋2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_____________。

物质	KCl	NaCl	K2Cr2O7	Na2Cr2O7
溶解度
(g/100 g水)
0 ℃	28	35.7	4.7	163
40 ℃	40.1	36.4	26.3	215
80 ℃	51.3	38	73	376

(5)称取重铬酸钾试样5.000 g配成500 mL溶液，取出50.00 mL于碘量瓶中，加入20 mL 2 mol/L H2SO4溶液和足量碘化钾，放于暗处5 min。然后加入100 mL水，加入3mL__________(填试剂名称)作指示剂，用0.100 0 mol/L Na2S2O3标准溶液进行滴定，若实验中共用去Na2S2O3标准溶液48.00 mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为___________(保留3位有效数字)。(已知：Cr2O72-＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O；I2＋2S2O32-===2I－＋S4O62-)

【答案】4FeO·Cr2O3＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2 cd 使CrO42-转化为Cr2O72- 蒸发浓缩冷却结晶相同温度下K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7的小(或较低温度下，四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小) 淀粉溶液 47.0%

【解析】

铬铁矿与碳酸钠混合通过焙烧，得到Na2CrO4、Fe2O3、MgO和NaAlO2的混合体系，然后加水溶解得到固体Fe2O3、MgO和Na2CrO4、NaAlO2溶液，再调节溶液的pH，使偏铝酸盐完全沉淀，继续调节溶液的pH使CrO42-转化为Cr2O72-，最后向所得溶液中加入氯化钾，生成溶解度较小的K2Cr2O7。

（1）根据化合价升降法及元素守恒可配平化学方程式；

（2）①通常pH试纸只能测定溶液pH的整数，测定pH是小数的需要用精确试纸或pH计；

②结合流程图和反应过程中得到物质分析，酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5为了转化CrO42-离子为Cr2O72-；

（3）溶液中得到溶质晶体的方法是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤步骤分析回答；

（4）依据物质溶解度比较分析，反应向溶解度小的方向进行；

（5）碘单质遇到淀粉变蓝，反应的关系式为Cr2O72-～3I2～62S2O32-，由此计算即可。

（1）根据反应中各物质的元素化合价变化可知，铁从＋2价变为＋3价，铬从＋3价变为＋6价，氧从0价变为－2价，根据化合价升降法及元素守恒可配平化学方程式为

4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑，故答案为：4FeOCr2O3＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2↑。

（2）①要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，普通pH试纸只能测定溶液pH到整数，是近似测定，准确测定需要用pH计或精确pH试纸，故答案为：cd。

②酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5，依据流程图中物质的转化和制备目的可知，结合反应平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，加入酸，氢离子浓度增大，平衡左移，作用是使CrO42-转化为Cr2O72-，故答案为：使CrO42-转化为Cr2O72-。

（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体，故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶。

（4）依据图表物质的溶解度分析对比，操作Ⅲ发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl；说明相同温度下K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7的小(或较低温度下，四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小)，

故答案为：相同温度下K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7的小(或较低温度下，四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小)。

（5）碘遇淀粉显蓝色，因此可以用淀粉作指示剂。根据Cr2O72-＋6I－＋14H＋=2Cr3＋＋3I2＋7H2O、I2＋2S2O32-=2I－＋S4O62-可得反应的关系式为：Cr2O72-～3I2～62S2O32-，所以n(Cr2O72-)=0.1000mol/L×0.048L/6=0.0008mol，所以500mL重铬酸钾中n(Cr2O)=0.008mol，m(K2Cr2O7)=0.008mol×294gmol－1=2.352g，其纯度=2.352g/5g×100%=47%，故答案为：淀粉溶液，47.0%。