Question

紅礬鈉（重鉻酸鈉：Na₂Cr₂O₂·2H₂O）是重要的基本化工原料，在印染工業、電鍍工業和皮革工業中作助劑，在化學工業和制藥工業中用作氧化劑，應用十分廣泛。
（1）實驗室中紅礬鈉可用鉻鐵礦（主要成分：FeO·Cr₂O₃）作原料利用以下過程來制取。

①步驟I中反應的化學方程式為：
4FeO·Cr₂O₃(s)＋8Na₂CO₃(s)＋7O₂8Na₂CrO₄(s)＋2Fe₂O₃(s)＋8CO₂，該反應的化學平衡常數的表達式為)_____________，在常溫下該反應速率極慢，下列措施中不能使反應速率增大的是____________ 。

A．升高溫度

B．將原料粉碎

C．增加純堿的用量

D．通入過量的空氣

②步驟Ⅱ中所得溶液顯堿性，其中除含有Na₂CrO₄外，還含有鋁、硅元素的化合物，它們的化學式可能是__________。
③步驟Ⅲ需將溶液的pH調至7～8并煮沸，其目的是_________________________________。
④步驟Ⅳ中發生反應的離子方程式為______________________________________________。
(2）將紅礬鈉與KCl固體按1：2（物質的量之比）混合溶于水后經適當操作可得到K₂Cr₂O₇晶體。請填寫表中空格，完成上述過程

序號	實驗步驟	簡述實驗操作(不必敘述如何組裝實驗裝置)
①	溶解	將混合物放入燒杯中、加水、充分攪拌直到固體不能溶解
②
③
④
⑤	過濾、干燥	得到K2Cr2O7晶體

 

Answer 1

（Ⅰ）D
（Ⅱ）(1)①K=c(CO₂)⁸/c(O₂)⁷  C ②NaAlO₂、Na₂SiO₃ ③除去AlO₂^－、SiO₃^2－等雜質 ④2CrO₄^2－＋2H^＋=== Cr₂O₇^2－＋H₂O

序號	實驗步驟	簡單實驗操作
②	蒸發	將所得溶液轉移至蒸發皿中，加熱蒸發溶液，使NaCl結晶析出
③	過濾	趁熱過濾，將NaCl晶體與溶液分離
④	冷卻、結晶	冷卻濾液使K2Cr2O7結晶析出

 

(1)①純堿是固體，不涉及濃度問題，所以改變純堿的量，不能改變反應速率：②堿性條件下，鋁元素與硅元素的存在形式為NaAlO₂、Na₂SiO₃；③NaAlO₂、Na₂SiO₃等雜質，在酸性條件下可以以沉淀的形式除去：④此步驟是CrO₄^2－到Cr₂O₇^2－的轉化。