Question

（12分）铬铁矿主要成分为FeO·Cr₂O₃，含有SiO₂、Al₂O₃等杂质。工业上用铬铁矿制备红矾钠(Na₂Cr₂O₇)的流程如下图所示：

煅烧时反应为：4 FeO·Cr₂O₃+7 O₂ +20 NaOH8 Na₂CrO₄ + 4 NaFeO₂+10 H₂O

（1）步骤①是在坩埚中进行煅烧，可用作此坩埚材料的是      。

A．铁       B．氧化铝        C．石英         D．陶瓷

（2）步骤①煅烧反应极慢，需要升温至NaOH呈熔融状态，反应速率才加快，其原因为______。

（3）步骤②中NaFeO₂会强烈水解生成氢氧化铁沉淀，其化学方程式为                  。

（4）将五份滤液1分别在130℃蒸发1小时，各自冷却到不同温度下结晶，保温过滤，所得实验数据如下表。根据数据分析，步骤③的最佳结晶温度为___________。

（5）步骤④中滤渣3的成分是_________________________。

（6）假设该流程中铬元素完全转化为红矾钠，则该铬铁矿中铬元素的质量分数为_____（用含m₁、m₂的代数式表示）。

Answer

（1）A （1分）（2）熔融后增大了反应物的接触面积 （2分）

（3）NaFeO2 + 2H2O = Fe(OH)3↓ + NaOH （2分） （4） 40（2分）

（5）Fe(OH)3 、H2SiO3 (或H4SiO4 )（2分）（6）52m2/131m1 （2分）

【解析】

试题分析：（1）氧化铝、二氧化硅在加热的条件下均能与氢氧化钠反应，所以煅烧时不能用氧化铝、石英、陶瓷坩埚，而应该用铁坩埚，答案选A。

（2）氢氧化钠熔融后增大了反应物的接触面积，因此反应速率加快。

（3）NaFeO2会强烈水解生成氢氧化铁沉淀，则根据原子守恒可知还有氢氧化钠生成，所以化学方程式为NaFeO2 + 2H2O = Fe(OH)3↓ + NaOH。

（4）根据表中数据可知冷却到40℃时铬酸钠晶体的含量最高，因此步骤③的最佳结晶温度为40℃。

（5）在生成铬酸钠晶体的同时NaFeO2也会水解生成氢氧化铁沉淀，同时溶液中的硅酸钠转化为硅酸沉淀，所以步骤④中滤渣3的成分是Fe(OH)3 、H2SiO3 (或H4SiO4 )。

（6）红矾钠(Na2Cr2O7)的质量是m2kg，其中铬元素的质量是，所以该铬铁矿中铬元素的质量分数为＝52m2/131m1。

考点：考查物质制备工艺流程图的分析与应用