Question

（2009?梅州模擬）重鉻酸鉀是工業生產和實驗室的重要氧化劑，工業上常用鉻鐵礦（主要成份為FeO?Cr₂O₃，雜質主要是二氧化硅和氧化鋁）為原料生產，實驗室模擬工業法用鉻鐵礦制K₂Cr₂O₇的主要工藝如下，涉及的主要反應是：
6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃

△   .

12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O

試回答下列問題
（1）指出₂₄Cr在周期表中的位置是

第四周期第ⅥB

，
（2）NaFeO₂能強烈水解，在操作②生成沉淀而除去，寫出該反應的化學方程式：

NaFeO₂+2H₂O=Fe（OH）₃↓+NaOH

．
（3）操作③調節pH=7～8的原因是

由于溶液在硅酸鈉和偏鋁酸鈉發生水解，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-，HSiO₃^-+H₂O?H₂SiO₃+OH^-，AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃+OH^-，降低pH值有利于平衡向正反應方向移動，當pH調到7～8時，使它們水解完全．

．（用簡要的文字和離子方程式說明）
下表是鉻酸（H₂CrO₄）溶液中離子的組成與pH的關系：

pH	C（CrO42-）mol/L	C（HCrO4-）mol/L	C（Cr2O72-）mol/L	C（H2CrO4）mol/L
4	0.0003	0.104	0.448	0
5	0.0033	0.103	0.447	0
6	0.0319	0.0999	0.437	0
7	0.2745	0.086	0.3195	0
8	0.902	0.0282	0.0347	0
9	0.996	0.0031	0.0004	0

（4）操作④酸化的目的是

酸化使CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-

．
（5）在鉻酸（H₂CrO₄）溶液中，電離出CrO₄^2-的電離平衡常數為K₂，電離出Cr₂O₇^2-的電離平衡常數為K₃，則K₂

＜

K₃（填＞、﹦、＜）
（6）上表中鉻酸的物質的量濃度為

1.00mol/L

．（精確到小數點后2位）

Answer 1

分析：（1）根據K元素確定₂₄Cr在周期表中的位置．
（2）NaFeO₂水解生成Fe（OH）₃與NaOH．
（3）操作②的濾液中含有SiO₃^2-、AlO₂^-等，pH調到7～8時，使SiO₃^2-、AlO₂^-等水解完全除去．
（4）由表中數據可知，鉻酸（H₂CrO₄）溶液中pH越小，濃度越大Cr₂O₇^2-，酸化使CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-．
（5）由表中數據可知，酸性條件下，鉻酸（H₂CrO₄）溶液中Cr₂O₇^2-濃度遠大于CrO₄^2-．
（6）根據鉻元素守恒可知c（H₂CrO₄）=c（CrO₄^2-）mol/L+c（HCrO₄^-）mol/L+2c（Cr₂O₇^2-）mol/L．選擇任何1組計算．

解答：解：（1）K元素原子序數為19，處于第四周期第1列，第四周期容納18種元素，₂₄Cr的原子序數比K元素大5，所以₂₄Cr處于周期表中第四周期，第6列，故₂₄Cr處于周期表中第四周期第ⅥB族．
故答案為：第四周期第ⅥB．
（2）NaFeO₂水解生成Fe（OH）₃與NaOH，反應方程式為NaFeO₂+2H₂O=Fe（OH）₃↓+NaOH．
（3）由于溶液在硅酸鈉和偏鋁酸鈉發生水解，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-，HSiO₃^-+H₂O?H₂SiO₃+OH^-，AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃+OH^-，降低pH值有利于平衡向正反應方向移動，當pH調到7～8時，使它們水解完全．
故答案為：由于溶液在硅酸鈉和偏鋁酸鈉發生水解，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-，HSiO₃^-+H₂O?H₂SiO₃+OH^-，AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃+OH^-，降低pH值有利于平衡向正反應方向移動，當pH調到7～8時，使它們水解完全．
（4）由表中數據可知，鉻酸（H₂CrO₄）溶液中pH越小，濃度越大Cr₂O₇^2-，加酸酸化使CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-．
故答案為：酸化使CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-．
（5）由表中數據可知，酸性條件下，鉻酸（H₂CrO₄）溶液中Cr₂O₇^2-濃度遠大于CrO₄^2-．所以電離出CrO₄^2-的電離平衡常數小于電離出Cr₂O₇^2-的電離平衡常數，即K₂＜K₃．
故答案為：＜．
（6）選擇第1組計算．根據鉻元素守恒可知c（H₂CrO₄）=c（CrO₄^2-）mol/L+c（HCrO₄^-）mol/L+2c（Cr₂O₇^2-）mol/L=0.0003mol/L+0.104mol/L+2×0.448mol/L=1.0003mol/L≈1.00mol/L．
故答案為：1.00mol/L．

點評：考查學生對工藝流程理解、實驗操作的理解、閱讀題目獲取信息能力、鹽類水解及有關計算、電離等，難度中等，理解工藝流程是關鍵，需要學生具有閱讀題目獲取信息能力和靈活運用基礎知識分析問題、解決問題能力．