Question

【題目】重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示：

已知：鉻元素在酸性條件下以重鉻酸根離子的形式存在。回答下列問題：

（1）步驟①的主要反應(yīng)為：FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+ NaNO2，上述反應(yīng)配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為__________。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是_____________________________。

（2）濾渣1中含量最多的金屬元素是____________，濾渣2的主要成分是____________及含硅雜質(zhì)。

（3）步驟④調(diào)濾液2的pH使之變____________________（填“大”或“小”），原因是________________（用離子方程式表示）。

（4）有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到___________ （填標(biāo)號）得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。

a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃

步驟⑤的反應(yīng)類型是___________________。

（5）某工廠用m1kg鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品m2kg，產(chǎn)率為_____________。

Answer 1

【答案】 2：7 陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應(yīng) Fe Al（OH）3 小 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O d 復(fù)分解反應(yīng)

【解析】鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質(zhì)，制備重鉻酸鉀，由制備流程可知，步驟①的主要反應(yīng)為2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，該步驟中若使用陶瓷，二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳，則使用鐵坩堝，熔塊水浸過濾分離出濾渣1含Fe2O3，濾液1中含NaAlO2、Na2CrO4，調(diào)節(jié)pH過濾分離出Al（OH）3、含Si物質(zhì)，濾液2中含Na2CrO4，④中調(diào)節(jié)pH發(fā)生2CrO42－+2H＋Cr2O72－+H2O，濾液3含Na2Cr2O7，由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7，可知⑤中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體后得到K2Cr2O7，溶解度小的析出。（1）步驟①的主要反應(yīng)為2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，則FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為2：7，該步驟不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳；（2）濾渣1中含量最多的金屬元素是 Fe，濾渣2的主要成分是 Al（OH）3及含硅雜質(zhì)。（3）步驟④調(diào)濾液2的pH使之變小，增大氫離子濃度，平衡正向移動，利于生成Cr2O72－，2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O；（4）向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到40℃，選d，K2Cr2O7固體的溶解度在四種物質(zhì)中較小、且溶解度較大，過濾分離產(chǎn)品最多，10℃時最合適；步驟⑤發(fā)生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，反應(yīng)類型是復(fù)分解反應(yīng)。（5）用m1 kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7，最終得到產(chǎn)品 m2 kg，產(chǎn)率為=實際產(chǎn)量/理論產(chǎn)量，由Cr原子守恒可知，則產(chǎn)率為190m2/147m1×100%。