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)，如圖所示是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）的工藝流程．
已知1：物質(zhì)的溶解度（g/100g水）   
已知2：

物質(zhì)	0℃	40℃	80℃
KCl	28.0	40.1	51.3
NaCl	35.7	36.4	38.0
K2Cr2O7	4.7	26.3	73.0
Na2Cr2O7	163.0	215.0	376.0

①焙燒時有Na₂CrO₄、Fe₂O₃、NaAlO₂ 等生成．
②Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺；Cr₂O₇^2-具有很強(qiáng)的氧化性
回答問題：
（1）“浸出”步驟中，為了提高浸出率，可采取的措施有

 

（要求寫一條）．
（2）固體b中主要含有

 

（填寫化學(xué)式）．
（3）要檢測酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，應(yīng)該使用

 

（填寫儀器或用品名稱）．
（4）酸化步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液的pH＜5，其目的是

 

；不用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH的原因是

 

．
（5）操作Ⅲ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

，要得到K₂Cr₂O₇ 晶體的操作步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、

 

、

 

和干燥．

Answer 1

考點：常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用,制備實驗方案的設(shè)計

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）鉻鐵礦通過焙燒，生成Na₂CrO₄、Fe₂O₃、MgO和NaAlO₂的混合體系，然后加水溶解得固體Fe₂O₃、MgO和溶液Na₂CrO₄、NaAlO₂，再調(diào)節(jié)溶液的PH，使偏鋁酸鹽完全沉淀，繼續(xù)調(diào)節(jié)溶液的PH使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，最后向所得溶液中加入氯化鉀，生成溶解度極小的K₂Cr₂O₇，
（2）依據(jù)流程圖和題干反應(yīng)分析判斷固體a和b的成分；
（3）通常PH試紙只能測定溶液PH的整數(shù)，測定PH是小數(shù)的需要用精確試紙或pH計；
（4）結(jié)合流程圖和反應(yīng)過程中得到物質(zhì)分析，酸化步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH＜5為了轉(zhuǎn)化CrO₄^2-離子為Cr₂O₇^2-；
（5）發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是利用溶解度不同析出K₂Cr₂O₇，溶液中得到溶質(zhì)晶體的方法是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌步驟分析回答；

解答：解：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+7O₂

高溫  .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂↑；
②Na₂CO₃+Al₂O₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑；
③Cr₂CO₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺
（1）浸出”步驟中，為了提高浸出率，可采取的措施有加熱，攪拌，研磨等加快反應(yīng)速率；
故答案為：加熱；或研磨；或攪拌；
（2）操作Ⅰ是過濾得到固體a為Fe₂O₃、MgO，操作Ⅱ是調(diào)節(jié)溶液的PH，使偏鋁酸鹽完全沉淀生成氫氧化鋁，b為Al（OH）₃；
故答案為：Al（OH）₃；
（3）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(zhǔn)確測定需要用pH計或精確pH試紙，
故答案為：pH計或精密pH試紙；
（4）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-，不用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH的原因是重鉻酸鉀具有強(qiáng)氧化性能氧化氯離子為氯氣；
故答案為：使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-；Cr₂O₇^2-會把鹽酸（或氯離子）氧化為氯氣；
（5）操作Ⅲ有多步組成，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na₂Cr₂O₇+2KCl=K₂Cr₂O₇↓+2NaCl，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：Na₂Cr₂O₇+2KCl=K₂Cr₂O₇↓+2NaCl，過濾，洗滌；

點評：本題考查了物質(zhì)制備流程和方案的分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用，題干信息的分析理解，操作步驟的注意問題和基本操作方法是解題關(guān)鍵，題目難度中等．