Question

【題目】紅礬鈉（重鉻酸鈉：Na2Cr2O7·2H2O）是重要的基本化工原料，在印染工業(yè)、電鍍工業(yè)和皮革工業(yè)中作助劑，在化學(xué)工業(yè)和制藥工業(yè)中也用作氧化劑，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。

實(shí)驗(yàn)室中紅礬鈉可用鉻鐵礦（主要成分：FeO·Cr2O3）利用以下過程來制取。

（1）步驟I中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeO·Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2 (g) 8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g) △H<0該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為__________________________。

（2）在常溫下該反應(yīng)速度極慢，下列措施中能使反應(yīng)速率增大的是_____________________________ 。

a．升高溫度 b．及時(shí)轉(zhuǎn)移生成CO2 c．將原料粉碎 d．增加純堿的用量

（3）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(xué)式可能是__________________________、____________________________。

（4）步驟Ⅲ需將溶液的pH調(diào)至7~8并煮沸，其目的是_____________________________________。

（5）步驟Ⅳ酸化時(shí)，CrO42－轉(zhuǎn)化為Cr2O72－，寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：_________________。

Answer 1

【答案】 K = c8（CO2）/c7 (O2) a c NaA1O2 Na2SiO3 除去A1O2-、SiO32-等雜質(zhì) 2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O

【解析】(1). 在4FeO·Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2 (g) 8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g) 中，FeO·Cr2O3、Na2CO3、Na2CrO4、Fe2O3為固體，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為： K = c8（CO2）/c 7 (O2)，故答案為： K = c8（CO2）/c 7 (O2)；

(2). a. 升高溫度，可以加快反應(yīng)速率，故a正確；b. 及時(shí)轉(zhuǎn)移生成的CO2，CO2的濃度減小，反應(yīng)速率減慢，故b錯(cuò)誤；c. 將原料粉碎，可以增大固體的接觸面積，加快反應(yīng)速率，故c正確；d. 因純堿是固體，所以增加純堿的用量，不能改變反應(yīng)速率，故d錯(cuò)誤；答案選ac；

(3). 鉻鐵礦的主要成分是FeO·Cr2O3，還含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì)，步驟Ⅱ中所得溶液顯堿性，為了不引入新的雜質(zhì)，說明步驟II中加入的物質(zhì)是氫氧化鈉，Al2O3、SiO2能和氫氧化鈉反應(yīng)分別生成偏鋁酸鈉和硅酸鈉，故答案為：NaA1O2；Na2SiO3；

(4). 步驟Ⅲ需將溶液的pH調(diào)至7~8并煮沸，A1O2-、SiO32-等雜質(zhì)可以生成沉淀而除去，故答案為：除去A1O2-、SiO32-等雜質(zhì)；

(5). 步驟IV酸化時(shí)，CrO42－轉(zhuǎn)化為Cr2O72－，該反應(yīng)的離子方程式為：2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O，故答案為：2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O。