Question

【题目】重铬酸钾(K2Cr2O7)为用途极广的铬化合物，供制铬矾。火柴、铬颜料、并供鞣革、电镀、有机合成等用。铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7晶体的过程如图所示：

根据题意回答下列问题：

（1）锻烧时，铬铁矿发生复杂反应生成Na2CrO4和NaFeO2，同时杂质SiO2、Al2O3与Na2CO3发生反应，其中Al2O3发生反应的化学方程式是___。

（2）NaFeO2遇水强烈水解生成滤渣l的反应离子方程式是___。

（3）滤液1和滤液2均需调节溶液pH，滤液1调节pH为7－8目的是___，滤液2调节pH约为5目的是___。

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

（4）向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体，析出K2Cr2O7晶体。此法能够制得K2Cr2O7晶体的原因是：___；为了从溶液中得到较多K2Cr2O7晶体的操作过程是：___、过滤、洗涤、干燥。将得到的K2Cr2O7晶体进一步纯化操作是：___。

（5）K2Cr2O7性质：往K2Cr2O7溶液中加入AgNO3溶液，生成一种砖红色沉淀、溶液的pH减小，反应离子方程式是___。

（6）K2Cr2O7产品含量测定：准确称取试样2.5g配成250mL溶液，用移液管吸取25.00mL溶液放入碘量瓶，加入10mL2mol/L硫酸、2gKI于暗处5min，另加100mL水，用0.2000mol/L Na2S2O3标准液滴定至溶液黄绿色，再加3mL淀粉溶液继续滴定至蓝色褪去并呈亮绿色。平行三次实验，平均消耗Na2S2O3标准液的体积25.00mL。K2Cr2O7产品的纯度为___。

有关反应如下：K2Cr2O7＋6KI＋7H2SO4=Cr2(SO4)3＋4K2SO4＋3I2＋7H2O

2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI

Answer 1

【答案】 NaFeO2+2H2O=NaOH+ Fe(OH)3↓ NaAlO2、Na2SiO3转化为H2SiO3、Al(OH)3除去 Na2CrO4在酸性条件下可转化为Na2Cr2O7 同温度下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7，冷却时会结晶析出 加热浓缩、降温结晶 重结晶 98%

【解析】

由流程可知，焙烧时发生反应铬铁矿的主要成分可表示为FeOCr2O3，还含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质，将铬铁矿和碳酸钠、氧气混合焙烧，发生反应4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2、Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2↑、Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑，然后水浸时发生NaFeO2+2H2O=NaOH+Fe（OH）3↓，过滤得到滤渣1和滤液1，K2Cr2O7有强氧化性可知，滤液1中主要是NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4、NaOH，滤渣1为Fe（OH）3；将滤液1中调节pH使NaAlO2、Na2SiO3反应生成H2SiO3、Al（OH）3，滤渣2是H2SiO3、Al （OH）3，滤液2主要是Na2CrO4，调节pH值酸性，溶质变为Na2Cr2O7，然后加入硫酸钾固体，因为Na2Cr2O7的溶解度大于K2Cr2O7，所以得到K2Cr2O7晶体，采用过滤方法得到K2Cr2O7晶体，以此来解答。

（1）根据题目信息可知Al2O3与Na2CO3反应生成NaAlO2，

故答案为：；

（2）根据分析可知滤渣1为Fe(OH)3，故答案为：NaFeO2+2H2O=NaOH+ Fe(OH)3↓；

（3）滤液1中调节pH可使NaAlO2、Na2SiO3反应生成H2SiO3、Al(OH)3，到达除杂目的，酸性条件下Na2CrO4可转化为Na2Cr2O7；

故答案为：NaAlO2、Na2SiO3转化为H2SiO3、Al(OH)3除去；Na2CrO4在酸性条件下可转化为Na2Cr2O7；

（4）根据表格可知同温度下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7，Na2Cr2O7；溶液中加入KCl固体可发生复分解反应；K2Cr2O7晶体的溶解度受温度影响大，杂质能溶于水，溶液中得到较多晶体的操作是加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥；K2Cr2O7晶体进一步纯化操作是重结晶，

故答案为：同温度下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7，冷却时会结晶析出；加热浓缩、降温结晶；重结晶；

（5）根据题目信息和反应物通过元素守恒可知离子方程式为：；

（6）根据所给的两个方程式可到物质间的数量关系为：K2Cr2O7~3 I2~6 Na2S2O3，n(Na2S2O3)=(0.2000×25×10-3)mol，则样品中n(K2Cr2O7)== mol，则纯度为=98%；

故答案为：98%。