Question

【題目】重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。實(shí)驗(yàn)室由鉻鐵礦粉制備重酪酸流程如圖所示：

已知步驟①的主要反應(yīng)為：

（未配平）。有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。

回答下列問題：

（1）濾渣2的主要成分是_________及含硅雜質(zhì)。

（2）步驟④調(diào)濾液2的pH最合適的試劑是______________。

A.H2SO4溶液 B.KOH溶液 C.濃鹽酸 D.K2CO3粉末

如何最簡單的方法粗略判斷pH已調(diào)至合適范圍_________________。

（3）向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮至_____________________，停止加熱，然后冷卻結(jié)晶，得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品。

（4）本實(shí)驗(yàn)過程中多次用到抽濾的裝置，下列關(guān)于抽濾的說法正確的是_______。

A.抽濾時(shí)，先用傾析法轉(zhuǎn)移溶液，開大水龍頭，待溶液快流盡時(shí)再轉(zhuǎn)移沉淀

B．右圖抽濾裝置中只有2處錯(cuò)誤

C．抽濾得到的濾液應(yīng)從吸濾瓶的支管口倒出

D．洗滌沉淀時(shí)，應(yīng)開大水龍頭，使洗滌劑快速通過沉淀，減小沉淀的損失。

（5）某同學(xué)用mg鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2C r2O7，為了測定產(chǎn)率，該同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：將所有產(chǎn)品加水溶解并定容于500mL容量瓶中，移取25.00mL于碘量瓶（一種帶塞的錐形瓶）中，加入過量2mol·L-1H2SO4，再加1.1KI，加塞搖勻，充分反應(yīng)后鉻完全以Cr3+存在，于暗處靜置5min后，加指示劑，用0.0250mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn)，消耗Na2S2O3溶液20.00mL。（已知：2 Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI）若滴定時(shí)振蕩不充分，剛看到局部變色就停止滴定，則會(huì)使產(chǎn)量的測量結(jié)果__________（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。計(jì)算該同學(xué)的產(chǎn)量_____________x100%（用含是m的式子表示，要求化簡，m的系數(shù)保留兩位小數(shù)）

Answer 1

【答案】 Al(OH)3 A 溶液的顏色顯橙紅色，繼續(xù)滴加酸后顏色沒有明顯變化 表面出現(xiàn)晶膜 AB 偏低 0.63/m

【解析】鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)，制備重鉻酸鉀，由制備流程可知，步驟①的主要反應(yīng)為FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2，Cr元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高為+6價(jià)，Fe元素的化合價(jià)由+2價(jià)升高為+3價(jià)，N元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+3價(jià)，由電子、原子守恒可知，反應(yīng)為2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，該步驟中若使用陶瓷，二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳，則使用鐵坩堝，熔塊水浸過濾分離出濾渣1含Fe2O3，濾液1中含NaAlO2、Na2CrO4，調(diào)節(jié)pH過濾分離出Al(OH)3、Si，濾液2中含Na2CrO4，④中調(diào)節(jié)pH發(fā)生2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，濾液3含Na2Cr2O7，由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7，可知⑤中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體后得到K2Cr2O7；

(1)由上述分析可知，濾渣2的主要成分是Al(OH)3及含硅雜質(zhì)；

(2))步驟④中調(diào)節(jié)pH發(fā)生2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，則需要滴加稀酸溶液促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，而Cl-在酸性條件下能被Cr2O72-氧化，則應(yīng)選擇稀硫酸，答案為A；當(dāng)溶液的顏色顯橙紅色，繼續(xù)滴加酸后顏色沒有明顯變化，說明pH已調(diào)至合適范圍；

(3)“濾液3”中加入適量KCl，當(dāng)蒸發(fā)濃縮至溶液表面出現(xiàn)晶膜時(shí)，停止加熱，再冷卻結(jié)晶，得到K2Cr2O7；

(4)A．向布氏漏斗中轉(zhuǎn)移混合物時(shí)應(yīng)先用傾析法轉(zhuǎn)移溶液，然后開大水龍頭，使吸濾瓶中氣壓減小，加快過濾的速度，待溶液快流盡時(shí)再轉(zhuǎn)移沉淀，故B正確；B．裝置中布氏漏斗下端不能與支管口在同一水面內(nèi)，另外抽濾瓶導(dǎo)管伸入瓶內(nèi)部分，是左短右長，則共有2處錯(cuò)，故B正確；C．抽濾得到的濾液應(yīng)從吸濾瓶瓶口倒出，故C錯(cuò)誤；D．洗滌沉淀時(shí)，應(yīng)開小水龍頭，使洗滌劑緩慢通過沉淀，以減小沉淀的損失，故D錯(cuò)誤；答案為AB；

(5)根據(jù)Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O和2Na2S2O3+I2 == Na2S4O6+2NaI，得關(guān)系式：Cr2O72-~~~3I2~~~6Na2S2O3，則樣品中K2Cr2O7的物質(zhì)的量為0.0250mol·L–1×0.02L××=mol，m g鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)理論制得K2Cr2O7的物質(zhì)的量為×2÷2=mol，則產(chǎn)率為=。