Question

（12分）工业上以铬铁矿（主要成分FeO·Cr₂O₃）、碳酸钠、氧气和硫酸为原料生产重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇·2H₂O）的主要反应如下：

① 4FeO·Cr₂O₃＋8Na₂CO₃＋7O₂8Na₂CrO₄＋2Fe₂O₃＋8CO₂

② 2Na₂CrO₄＋H ₂SO₄Na₂SO₄＋Na₂Cr₂O₇＋H₂O

（1）工业上反应①需不断搅拌，其目的是           。

（2）下图是红矾钠（Na₂Cr₂O₇·2H₂O）和Na₂SO₄的溶解度曲线。

从Na₂Cr₂O₇和 Na₂SO₄的混合溶液中提取Na₂Cr₂O₇晶体的操作：

先将混合溶液蒸发结晶，趁热过滤。趁热过滤的目的是                 ；然后将滤液          ，从而析出红矾钠。

（3）Na₂Cr₂O₇与KCl进行复分解反应可制取K₂Cr₂O₇，现用重铬酸钾测定铁矿石中铁的含量，测定原理为:Fe²⁺+Cr₂O₇^2－+H⁺Fe³⁺+ Cr³⁺ +7H₂O （未配平）

实验步骤如下：

步骤1：将m g铁矿石加浓盐酸加热溶解  步骤2：加入SnCl₂溶液将Fe^3＋还原

步骤3：将所得溶液冷却，加入HgCl₂溶液，将过量的Sn^2＋氧化为Sn^4＋

步骤4：加入15 mL硫酸和磷酸的混合酸及5滴0．2%二苯胺磺酸钠指示剂

步骤5：立即用c mol·L^－1重铬酸钾溶液滴定至溶液呈稳定紫色，即为终点，消耗重铬酸钾溶液V mL

①如省去步骤③，则所测定的铁的含量        （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

②步骤5使用的主要玻璃仪器有                  。

③则测定铁矿石中铁的含量的计算式为                  （用字母表示，不用化简）。

Answer

（1）使反应物接触更充分，加快反应速率（2分）

（2）除去析出Na2SO4的晶体，又能防止Na2Cr2O7·2H2O因冷却结晶析出而损失（2分）

冷却结晶（2分）

（3）①偏高（2分）；②酸式滴定管 锥形瓶（2分）；③56×6VC/1000m。

【解析】

试题分析：（1）工业上反应①需不断搅拌，其目的是使反应物接触更充分，加快反应速率；（2）根据图像可知红矾钠（Na2Cr2O7·2H2O）和的溶解度随温度的升高而增大，而Na2SO4的溶解度在温度是50℃下温度越高，溶解度越大；当温度超过50℃时，温度越高，溶解度反而越小。所以先将混合溶液蒸发结晶，趁热过滤。趁热过滤的目的是除去析出Na2SO4的晶体，又能防止Na2Cr2O7·2H2O因冷却结晶析出而损失；然后将滤液冷却结晶，而析出红矾钠；（3）①如省去步骤③，则在反应过程中Sn2＋氧化也需要消耗氧化剂重铬酸钾，因此会导致Fe的含量偏高；②步骤5是滴定操作，应该使用的仪器有盛装有强氧化性的物质重铬酸钾溶液的酸式滴定管，以及进行物质含量测定的反应容器锥形瓶；③6Fe2++Cr2O72－+14H+ == 6Fe3++ 2Cr3+ +7H2O 。n(重铬酸钾)= c mol/L×V mL×10-3L/ml=cv×10-3mol；由于在氧化还原反应中电子守恒，所以n(Fe2+)=6n(Cr2O72－)= 6cv×10-3mol．则测定铁矿石中铁的含量的计算式为[(6cv×10-3mol)×56g/mol]÷m g=56×6VC/1000m。

考点：考查影响化学反应速率的因素、混合物分离的方法、滴定方法在物质含量测定中的应用、误差分析的知识。