Question

【題目】重鉻酸鉀是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室的重要氧化劑，工業(yè)上常用鉻鐵礦(主要成分為FeO·Cr2O3)為原料生產(chǎn)，實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)法用鉻鐵礦制K2Cr2O7的主要工藝如下,請回答下列問題：

(1)以上工藝流程所涉及元素中屬于過渡元素的有________，鐵在周期表中的位置是第______周期______族。

(2)在反應(yīng)器①中，有Na2CrO4生成，同時Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO2，雜質(zhì)SiO2、Al2O3與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}，寫出氧化鋁與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________。

(3)NaFeO2能發(fā)生強(qiáng)烈水解，在步驟②中生成沉淀而除去，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________。

(4)流程④中酸化所用的酸和流程⑤中所用的某種鹽最合適的是____________(填字母)。

A．鹽酸和氯化鉀 B．硫酸和氯化鉀 C．硫酸和硫酸鋅 D．次氯酸和次氯酸鉀

酸化時，CrO轉(zhuǎn)化為Cr2O，寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：________________。

(5)水溶液中的H＋是以H3O＋的形式存在，H3O＋的電子式為_____________。

(6)簡要敘述操作③的目的：________________。

Answer 1

【答案】 Fe、Cr 四 Ⅷ Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑ NaFeO2＋2H2O===Fe(OH)3↓＋NaOH B 2CrO＋2H＋ Cr2O＋H2O 由于溶液中硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解，SiO＋H2OHSiO＋OH－，HSiO＋H2OH2SiO3＋OH－，AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－，降低pH有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，當(dāng)pH調(diào)到7～8時，使它們水解完全

【解析】工業(yè)上常用鉻鐵礦（主要成分為FeOCr2O3）為原料生產(chǎn)重鉻酸鉀：在反應(yīng)器①中，6FeOCr2O3+24NaOH+7KClO3＝12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O，有Na2CrO4生成，同時Fe2O3轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO2，NaFeO2能強(qiáng)烈水解，為強(qiáng)堿弱酸液，水解呈堿性，生成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaFeO2＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋NaOH，降低pH有利于水解平衡向正反應(yīng)方向移動，當(dāng)pH調(diào)到7～8時能使它們完全水解生成沉淀，操作④中酸化時，CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，常溫下重鉻酸鉀的溶解度較小，操作⑤中利用Na2Cr2O7+2KCl＝K2Cr2O7+2NaCl復(fù)分解反應(yīng)，得到重鉻酸鉀，據(jù)此解答。

(1)以上工藝流程所涉及元素中屬于過渡元素的有Fe、Cr，鐵的原子序數(shù)是26，在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族。(2)氧化鋁與碳酸鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑。(3)NaFeO2水解的化學(xué)方程式為NaFeO2＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋NaOH。(4)鹽酸易揮發(fā)，所以最好用硫酸。次氯酸鉀具有強(qiáng)氧化性，不適合與鉻酸鉀發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成重鉻酸鉀，應(yīng)該用氯化鉀，答案選B。酸化時鉻酸根轉(zhuǎn)化為重鉻酸根離子的離子方程式為2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O。(5)氫離子和水分子之間存在配位鍵，H3O＋的電子式為。(6)在反應(yīng)器①雜質(zhì)SiO2、Al2O3與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}，過濾后中溶液中含有鉻酸根、偏鋁酸根離子，需要通過調(diào)節(jié)pH轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉在溶液中發(fā)生水解，SiO32-+H2OHSiO3-+OH-、HSiO3-+H2OH2SiO3+OH-、AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-，降低pH有利于水解平衡向正反應(yīng)方向移動，當(dāng)pH調(diào)到7～8時能使它們完全水解生成沉淀。