Question

【題目】重鉻酸鉀（K2Cr2O7)是高中化學(xué)常見的氧化劑，工業(yè)上以鉻鐵礦為原料用堿溶氧化法制備。鉻鐵礦中通常含有Cr2O3、FeO、Al2O3、SiO2等。

已知：①NaFeO2遇水強(qiáng)烈水解②2CrO42-(黃色) + 2H+Cr2O72-(橙色)+H2O

請(qǐng)回答下列問題：

(1)將礦石粉碎的目的是________；高溫灼燒時(shí)Cr2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

(2)濾渣1中有紅褐色物質(zhì)，寫出生成該物質(zhì)反應(yīng)的離子方程式________。濾渣2的主要成分是A1(OH)3和______________。

(3)用簡(jiǎn)要的文字說明Na2Cr2O7溶液中加入KC1固體，降溫析出K2Cr2O7的原因_______。

(4)25°C時(shí)，對(duì)反應(yīng)2CrO42-(黃色)+2H+Cr2O72- (橙色)+H2O，取Na2CrO4溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

時(shí)間/ (S)	0	0.01	0.02	003	0.04
(CrO42-)/ (mol·L-1)	0.20	1.6×10-2	1.2×10-2	1.0×10-2
(Cr2O72-)/ (mol·L-1)	0	9.2×l0-2	9.4×10-2		9.5×10-2

反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，溶液的pH=l，該反應(yīng)平衡常數(shù)K為______。

②下列有關(guān)說法正確的_____________。

a.加少量NaHCO3固體，可使溶液的橙色加深

b.0.03 s時(shí)v(CrO42-)(正)=2v(Cr2O72-)(逆)

c.溶液中c(CrO42-):c(Cr2O72-)=2 : 1時(shí)該反應(yīng)己達(dá)平衡狀態(tài)

d.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CrO42-的轉(zhuǎn)化率為95%

Answer 1

【答案】 增大反應(yīng)物的表面積，加快反應(yīng)速率 2Cr2O3 +3O2+8NaOH4Na2CrO4+4H2O FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH- H2SiO3 K2Cr2O7的溶解度受溫度影響較大，氯化鈉的溶解度受溫度影響較小 9.5×104 bd

【解析】鐵礦中通常含有Cr2O3、FeO、Al2O3、SiO2等，將鉻鐵礦和燒堿、氧氣混合焙燒得到Na2CrO4、NaFeO2，而SiO2與NaOH發(fā)生反應(yīng)生成Na2SiO3，Al2O3與NaOH發(fā)生反應(yīng)，生成NaAlO2，故還含有Na2SiO3、NaAlO2，由于NaFeO2會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈水解生成氫氧化鈉與氫氧化鐵，過濾分離，濾液1中主要是NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4、NaOH，濾渣1為Fe(OH)3；調(diào)節(jié)溶液pH，使NaAlO2、Na2SiO3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為H2SiO3、Al(OH)3沉淀，過濾除去，濾液2主要是Na2CrO4，加入硫酸酸化，溶質(zhì)變?yōu)镹a2Cr2O7，然后加入KCl固體，利用溶解度不同或者受溫度影響不同，結(jié)晶得到K2Cr2O7晶體，采用過濾方法得到K2Cr2O7晶體，據(jù)此分析解答。

（1）將礦石粉碎的目的是：增大反應(yīng)物的表面積，加快反應(yīng)速率；高溫時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，Cr2O3與O2、NaOH反應(yīng)生成Na2CrO4與水，反應(yīng)方程式為：2Cr2O3+3O2+8NaOH4Na2CrO4+4H2O；（2）NaFeO2會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈水解生成氫氧化鈉與氫氧化鐵，反應(yīng)離子方程式為：FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-；濾渣2的主要成分是A1(OH)3和H2SiO3；（3）Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體，降溫析出K2Cr2O7的原因：K2Cr2O7的溶解度受溫度影響較大，氯化鈉的溶解度受溫度影響較��；

（4）①0.03s時(shí)c（Cr2O72-）=1/2×（0.2-1.0×10-2）mol/L=9.5×10-2mol/L，與0.04s時(shí)的濃度相等，故0.03s時(shí)處于平衡狀態(tài)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，溶液的pH=1，該反應(yīng)平衡常數(shù)K=c(Cr2O72)/c2(CrO42)×c2(H+) =9.5×102/(1.0×102)2×0.12=9.5×104；②a．加少量NaHCO3固體，消耗氫離子，平衡逆向移動(dòng)，溶液的橙色變淺，黃色加深，a錯(cuò)誤；b．0.03s時(shí)處于平衡狀態(tài)，v(CrO42)（正）=2v(Cr2O72)（逆）說明同種離子的生成速率與消耗速率相等，b正確；c．平衡時(shí)各組分的濃度不一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，與轉(zhuǎn)化率等有關(guān)，c錯(cuò)誤；d．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CrO42-的轉(zhuǎn)化率為(21.0×102)mol/L/0.2mol/L×100%=95%，d正確，答案選bd。