Question

工業上用鉻鐵礦（主要成分FeO?Cr₂O₃，雜質為SiO₂、Al₂O₃等）生產重鉻酸鉀（化學式K₂Cr₂O₇，）的流程如下：

（1）固體A中，除Na₂CrO₄、NaFeO₂、NaOH外還有______等；
（2）固體A水浸時，NaFeO₂會發生強烈水解產生固體B，其化學反應方程式為______；
（3）固體C中含有2種物質，要先加入下列物質中的______，然后才能進行過濾分離．
A．氫氧化鈉溶液    B．稀氨水    C．稀鹽酸
（4）步驟④加入鹽酸得到的溶液F中，除Na₂Cr₂O₇外，還含有的溶質是______；
（5）在上述流程中，有氧化還原反應發生的是第______步．
（6）已知20℃時K₂Cr₂O₇飽和溶液濃度為0.4mol?L^-1，步驟⑤中加入固體氯化鉀，若使K⁺離子濃度達到4mol?L^-1（保持溫度20℃），則溶液F中Cr₂O₇^2-離子的濃度最大為______．

Answer 1

解：（1）由題目信息可知，鉻鐵礦的主要成分FeO?Cr₂O₃，含有SiO₂、Al₂O₃等雜質，SiO₂與NaOH發生反應生成Na₂SiO₃，Al₂O₃與NaOH發生反應，生成NaAlO₂，故還含有Na₂SiO₃、NaAlO₂，
故答案為：Na₂SiO₃、NaAlO₂；
（2）NaFeO₂水解生成氫氧化鈉與氫氧化鐵，反應方程式為NaFeO₂+2H₂O═NaOH+Fe（OH）₃，故答案為：NaFeO₂+2H₂O═NaOH+Fe（OH）₃；
（3）由工藝流程可知，固體C中含有氫氧化鋁與硅酸，氫氧化鋁溶液強酸強堿，硅酸溶于強堿、不能與酸（HF除外）反應，故應加入鹽酸，將氫氧化鋁轉化為偏鋁酸鈉，再過濾分離，
故選：C；
（4）由工藝流程可知，Na₂CrO₄在酸性條件下轉化為Na₂Cr₂O₇，根據元素守恒還有氯化鈉生成，故答案為：NaCl；
（5）由工藝流程可知，第①步反應中，鐵元素、鉻元素、氧元素化合價反應變化，屬于氧化還原反應，其它各步反應中元素的化合價未變化，不屬于氧化還原反應，
故答案為：①；
（6）20℃時K₂Cr₂O₇飽和溶液濃度為0.4mol?L^-1，該溫度下c²（K⁺）?c（Cr₂O₇^2-）=0.8²?0.4=0.256，所以使K⁺離子濃度達到4mol?L^-1（保持溫度20℃），溶液F中Cr₂O₇^2-離子的濃度最大為mol/L=0.016mol/L，故答案為：0.016mol/L．
分析：（1）由題目信息可知，鉻鐵礦的主要成分FeO?Cr₂O₃，含有SiO₂、Al₂O₃等雜質，SiO₂、Al₂O₃與NaOH發生反應；
（2）NaFeO₂會發生強烈水解，生成固體B，可推知NaFeO₂水解生成氫氧化鈉與氫氧化鐵；
（3）由工藝流程可知，固體C中含有氫氧化鋁與硅酸，氫氧化鋁溶液強酸強堿，硅酸溶于強堿、不能與酸（HF除外）反應，據此判斷；
（4）由工藝流程可知，Na₂CrO₄在酸性條件下轉化為Na₂Cr₂O₇，根據元素守恒還有氯化鈉生成；
（5）元素化合價在反應前后發生變化的反應屬于氧化還原反應；
（6）一定溫度下，溶液中c²（K⁺）?c（Cr₂O₇^2-）為定值，根據20℃時K₂Cr₂O₇飽和溶液濃度為0.4mol?L^-1，計算c²（K⁺）?c（Cr₂O₇^2-）的值，據此計算．
點評：本題考查學生對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息能力、物質推斷、化學用語、化學計算、氧化還原反應等，綜合性較大，難度中等，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識、信息進行解決問題的能力．