Question

（2012?江蘇一模）重鉻酸銨[（NH₄）₂Cr₂O₇]是一種桔黃色結(jié)晶，可用作有機(jī)合成催化劑、實(shí)驗(yàn)室制純凈的N₂及Cr₂O₃等．實(shí)驗(yàn)室可由工業(yè)級(jí)鉻酸鈉（Na₂CrO₄）為原料制取．有關(guān)物質(zhì)溶解度如圖所示．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟1：將鉻酸鈉溶于適量的水，加入一定量濃硫酸酸化，使鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉．
步驟2：將上述溶液蒸發(fā)結(jié)晶，并趁熱過(guò)濾．
步驟3：將步驟二得到的晶體再溶解，再蒸發(fā)結(jié)晶并趁熱過(guò)濾．
步驟4：將步驟三得到的濾液冷卻至40℃左右進(jìn)行結(jié)晶，用水洗滌，獲得重鉻酸鈉晶體．
步驟5：將步驟四得到的重鉻酸鈉和氯化銨按物質(zhì)的量之比1：2溶于適量的水，加熱至105～110℃時(shí)，讓其充分反應(yīng)．
（1）步驟1是一個(gè)可逆反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式為

2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O

．
（2）步驟2、3的主要目的是

除去硫酸鈉雜質(zhì)

．
（3）步驟4在40℃左右結(jié)晶，其主要目的是

盡量使硫酸鈉不析出

．
（4）步驟5中獲得（NH₄）₂Cr₂O₇還需補(bǔ)充的操作有

冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌及干燥

．
（5）（NH₄）₂Cr₂O₇受熱分解制取Cr₂O₃的化學(xué)方程式為

（NH₄）₂Cr₂O₇═Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O

．
（6）對(duì)上述產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)和含量測(cè)定．
①檢驗(yàn)產(chǎn)品中是否有K⁺，其操作方法及判斷依據(jù)是

用潔凈的鉑絲在酒精燈上灼燒至無(wú)色，然后蘸取晶體或者其溶液少許，在酒精燈火焰上灼燒，通過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，若火焰顯示藍(lán)色說(shuō)明含有鉀離子，否則不含

．
②為了測(cè)定上述產(chǎn)品中（NH₄）₂Cr₂O₇的含量，稱取樣品0.150g，置于錐形瓶中，加50mL水，再加入2gKI（過(guò)量）及稍過(guò)量的稀硫酸溶液，搖勻，暗處放置10min，然后加150mL蒸餾水并加入3mL 0.5%淀粉溶液，用0.1000mol/L Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液30.00mL，則上述產(chǎn)品中（NH₄）₂Cr₂O₇的純度為

84%

（假定雜質(zhì)不參加反應(yīng)，已知：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，I₂+2S₂O

2- 3

═2I^-+S₄O

2- 6

）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)信息寫出鉻酸鈉在酸性條件下轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉的反應(yīng)；
（2）根據(jù)圖示，溫度升高，硫酸鈉的溶解度降低進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)在40℃左右硫酸鈉的溶解度最高進(jìn)行分析；
（4）溫度在105～110℃時(shí)，（NH₄）₂Cr₂O₇溶解度小于重鉻酸鈉溶液，據(jù)此可以通過(guò)冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，最后干燥得到重鉻酸銨；
（5）根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)變化寫出（NH₄）₂Cr₂O₇受熱分解制取Cr₂O₃方程式；
（6）①根據(jù)焰色反應(yīng)檢驗(yàn)鉀離子的實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行分析；
②根據(jù)反應(yīng)找出重鉻酸銨與硫代硫酸鈉的關(guān)系式，先計(jì)算出消耗的硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量，再根據(jù)關(guān)系式計(jì)算出重鉻酸銨的物質(zhì)的量、質(zhì)量，最后計(jì)算出產(chǎn)品中（NH₄）₂Cr₂O₇的純度．

解答：解：（1）步驟一鉻酸鈉在酸性條件下轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉，反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，
故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
（2）圖8中，溫度升高，硫酸鈉溶解度降低，可以通過(guò)升高溫度，使硫酸鈉溶解度降低而析出，趁熱過(guò)濾除去硫酸鈉雜質(zhì)，
故答案為：除去硫酸鈉雜質(zhì)；
（3）步驟三得到的濾液冷卻至40℃左右，該溫度下硫酸鈉的溶解度增大，可以避免硫酸鈉晶體析出，
故答案為：盡量使硫酸鈉不析出；
（4）將步驟四得到的重鉻酸鈉和氯化銨按物質(zhì)的量之比1：2溶于適量的水，加熱至105～110℃時(shí)，讓其充分反應(yīng)，根據(jù)重鉻酸鈉溶解度大于重鉻酸銨的溶解度，可以通過(guò)冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌和干燥，得到重鉻酸銨，
故答案為：冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌及干燥；
（5）重鉻酸銨放熱生成Cr₂O₃，鉻元素化合價(jià)降低被還原，氮元素化合價(jià)一定會(huì)升高，被氧化成氮?dú)�，反�?yīng)的方程式為（NH₄）₂Cr₂O₇═Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O，
故答案為：（NH₄）₂Cr₂O₇═Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O；
（6）①利用焰色反應(yīng)，檢驗(yàn)溶液中的鉀離子是否存在，方法為：用潔凈的鉑絲在酒精燈上灼燒至無(wú)色，然后蘸取晶體或者其溶液少許，在酒精燈火焰上灼燒，通過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，若火焰顯示藍(lán)色說(shuō)明含有鉀離子，否則不含鉀離子，
故答案為：用潔凈的鉑絲在酒精燈上灼燒至無(wú)色，然后蘸取晶體或者其溶液少許，在酒精燈火焰上灼燒，通過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀察，若火焰顯示藍(lán)色說(shuō)明含有鉀離子，否則不含；
②硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量為：0.1000mol/L×0.03L=0.003mol，
根據(jù)反應(yīng)，Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，I₂+2S₂O

2- 3

═2I^-+S₄O

2- 6

，
可得關(guān)系式：Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O

2- 3

，n（Cr₂O₇^2-）=

1

6

n（S₂O

2- 3

）=

1

6

×0.003mol=0.0005mol，重鉻酸銨的質(zhì)量為：252g/mol×0.0005mol=0.126g，
重鉻酸銨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

0.126g

0.150g

×100%=84%，
故答案為：84%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了由工業(yè)級(jí)鉻酸鈉（Na₂CrO₄）為原料制取重鉻酸銨的方法，解題關(guān)鍵是分析、理解題中生成流程，聯(lián)系所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析，本題難度中等．