Question

（14分）重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO·Cr₂O₃，杂质为SiO₂、Al₂O₃）为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下图。涉及的主要反应是6FeO·Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O。

（1）碱浸前将铬铁矿粉碎的作用                                                  。

（2）反应器①中除发生题中所给反应外，请写出其他两个化学方程式（要求两个反应中反应物均不相同）                          ；                                 。③中调节PH=7-8所得滤渣为            、             。

（3）从平衡角度分析④中酸化的原理                                            ；

（4）用简要的文字说明操作⑤加入KCl能得到K₂Cr₂O₇晶体的原因是                 。

（5）称取重铬酸钾试样2．500g配成250mL溶液，取出25．00mL于碘量瓶中，向其中加入10mL2mol/ LH₂SO₄和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr³⁺)，放于暗处5min。然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0．1200mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2—＝2I^—+S₄O₆^2—）

①判断达到滴定终点的依据是                                            ；

②若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液40．00mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为（设整个过程中其它杂质不参加反应）          （保留2位有效数字）。

Answer

（1）增大接触面积，增大反应速率（1分）

（2）SiO2+2NaOH= Na2SiO3 + H2O;Al2O3 +Na2CO3= 2NaAlO2 + CO2.

或Al2O3 +2NaOH= 2NaAlO2 + H2O ; SiO2 +Na2CO3= Na2SiO3 + CO2. （各2分）

（各1分）

（3）2CrO42—+2H+Cr2O72—+H2O增大H+浓度平衡右移（2分）

（4）重铬酸钾的溶解度较小且受温度影响较大（1分）

（5）①当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪色，且振荡后半分钟内不恢复（2分）

②0.94或94% （2分）

【解析】

试题分析：（1）固体溶解时粉碎是为了增大接触面积，加快反应速率。

（2）固体中的杂质为SiO2、Al2O3都能与NaOH溶液反应，另外加热的情况下也能与Na2CO3反应。因此可写出其中的二个：SiO2+2NaOH= Na2SiO3 + H2O;Al2O3 +Na2CO3= 2NaAlO2 + CO2. ③ 中调节溶液PH=7-8的目的 是促进水解，最终所得滤渣为Al(OH)3、H2SiO3。

（3）④ 中存在2CrO42—+2H+Cr2O72—+H2O，从平衡角度分析酸化的目的是增大H+浓度平衡正向移动，主要存在Cr2O72—。

（4）⑤ 加入KCl能得到K2Cr2O7晶体的原因是相同温度下重铬酸钾的溶解度比重铬酸钠小或解释溶度积小也可以。

（5）加入淀粉后溶液呈蓝色，滴定终点时溶液中无I2，故溶液蓝色褪去，且30S内不恢复。运用氧化还原反应的电子守恒规律确定关系式进行计算：Cr2O72—－－3I2－－6S2O32—，根据消耗的硫代硫酸钠物质的量，就可以计算出重铬酸钾，从而得出重铬酸钾的质量，求算出质量分数。特别提醒：重铬酸钾固体的十分之一用于滴定的，因此要将硫代硫酸钠物质的量扩大10倍进行计算。

考点：无机工业流程，涉及化学方程式的书写、化学平衡、中和滴定原理的应用及数据的处理。