Question

鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr₂O₃，還含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)，以下是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）的流程圖：

已知：①4FeO·Cr₂O₃+ 8Na₂CO₃+ 7O₂8Na₂CrO₄ + 2 Fe₂O₃ + 8CO₂↑；

②Na₂CO₃ + Al₂O₃2NaAlO₂ + CO₂↑；③ Cr₂O₇^2－+ H₂O2CrO₄^2－ + 2H⁺

根據(jù)題意回答下列問題：

（1）固體X中主要含有_________（填寫化學(xué)式）；要檢測酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，應(yīng)該使用__________（填寫儀器或試劑名稱）。

（2）酸化步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH<5，其目的是_________________________________。

（3）操作Ⅲ有多步組成，獲得K₂Cr₂O₇晶體的操作依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮、       、過濾、_______、干燥。

（4）下表是相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)，操作Ⅲ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na₂Cr₂O₇+2KCl → K₂Cr₂O₇↓+2NaCl。

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

 

該反應(yīng)在溶液中能發(fā)生的理由是_______________。

（5）副產(chǎn)品Y主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì)，精確分析Y中氫氧化鋁含量的方法是稱取n g樣品，加入過量______（填寫試劑）、溶解、過濾、再______（填寫試劑）、灼燒、冷卻、稱量，得干燥固體m g 。計算樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為_________（用含m、n的代數(shù)式表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）Fe₂O₃、MgO  pH計或精確pH試紙

（2）CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-

（3）冷卻結(jié)晶，洗滌

（4）K₂Cr₂O₇的溶解度比Na₂Cr₂O₇小

（5）NaOH溶液；通入過量二氧化碳；

【解析】

試題分析：（1）鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO•Cr₂O₃，還含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)，加入氧氣和碳酸鈉，發(fā)生反應(yīng)為：①4FeO·Cr₂O₃+ 8Na₂CO₃+ 7O₂8Na₂CrO₄ + 2 Fe₂O₃ + 8CO₂↑；

②Na₂CO₃ + Al₂O₃2NaAlO₂ + CO₂↑；③ Cr₂O₇^2－+ H₂O2CrO₄^2－ + 2H⁺ 。操作Ⅰ是過濾得到固體X為Fe₂O₃、MgO；要檢測酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，普通pH試紙只能測定溶液pH到整數(shù)，是近似測定，準確測定需要用pH計或精確pH試紙

（2）酸化步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH＜5，依據(jù)流程圖中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和制備目的可知，結(jié)合反應(yīng)平衡Cr₂O₇^2-+H₂O⇌2CrO₄^2-+2H⁺，加入酸，氫離子濃度增大，平衡左移，作用是使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2- 。

（3）、操作Ⅲ有多步組成，獲得K₂Cr₂O₇晶體的操作依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到晶體，故答案為：冷卻結(jié)晶，洗滌。

（4）依據(jù)圖表物質(zhì)的溶解度分析對比，操作Ⅲ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na₂Cr₂O₇+2KCl=K₂Cr₂O₇↓+2NaCl；說明K₂Cr₂O₇的溶解度比Na₂Cr₂O₇小（或四種物質(zhì)中K₂Cr₂O₇的溶解度最�。�，故答案為：K₂Cr₂O₇的溶解度比Na₂Cr₂O₇�。ɑ蛩姆N物質(zhì)中K₂Cr₂O₇的溶解度最小）。

（5）副產(chǎn)品Y主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì)，精確分析Y中氫氧化鋁含量的方法是先利用氫氧化鋁的兩性，用氫氧化鈉溶液溶解氫氧化鋁過濾得到濾液中同仁醫(yī)院二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，灼燒干燥得到氧化鋁干燥固體m g，依據(jù)鋁元素守恒計算，樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)==。故答案為：NaOH溶液；通入過量二氧化碳；。

考點：化學(xué)實驗基礎(chǔ)知識、化學(xué)計算