Question

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）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，涉及的主要反应是：FeO·Cr₂O₃ + 24NaOH + 7KClO₃ = 12Na₂CrO₄  + 3Fe₂O₃  + 7KCl + 12H₂O。

试回答下列问题：

（1）在反应器①中，有Na₂CrO₄生成，同时Fe₂O₃转变为NaFeO₂，杂质SiO₂、Al₂O₃与纯碱反应转变为可溶性盐，写出二氧化硅、氧化铝分别与碳酸钠反应的化学方程式：______________、________________。

（2）NaFeO₂能强烈水解，在操作②中生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式：                。

简述检验溶液中是否存在Fe^{3 +}的方法是：                         。

（3）操作③的目的是什么，用简要的文字和化学方程式说明：                   。

（4）操作④中，酸化时，CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，写出平衡转化的离子方程式：              。

（5）铬（Cr）与铝的性质相似，试写出Cr(OH)₃ 溶于NaOH 溶液所发生反应的离子反应方程式：                         。

Answer

（1）SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑、Al2O3+ Na2CO3 2NaAlO2 + CO2↑；

（2）NaFeO2 + 2H2O =Fe(OH)3↓ + NaOH；取该溶液少许于试管中，然后向该试管中滴加几滴KSCN 溶液，若溶液立即变成血红色证明溶液中含Fe3 +，若无明显变化证明不含Fe3 +。

（3）降低pH，有利于SiO32-，AlO2-水解平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时，使它们水解完全

（4）2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O；

（5）Cr(OH)3 + OH- ＝ CrO2- + 2H2O

【解析】

试题分析：（1）SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，分别生成Na2SiO3、NaAlO2，反应的化学方程式为SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑、Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑，故答案为：SiO2+Na2CO3 Na2SiO3+CO2↑、Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑；

（2）NaFeO2能强烈水解，为强碱弱酸液，水解呈碱性，生成氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为FeO2-+2H2O=Fe（OH）3↓+OH-，可以用KSCN 溶液来检验是否存在Fe3+，若存在Fe3+，溶液会变成血红色，故答案为：FeO2-+2H2O=Fe（OH）3↓+OH-；取该溶液少许于试管中，然后向该试管中滴加几滴KSCN 溶液，若溶液立即变成血红色证明溶液中含Fe3+，若无明显变化证明不含Fe3+；

（3）由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解，SiO32-+H2OHSiO3-+OH-、HSiO3-+H2OH2SiO3+OH-、AlO2-+2H2OAl（OH）3+OH-，降低pH有利于水解平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时能使它们完全水解生成沉淀，故答案为：降低pH值有利于的SiO32-，AlO2-水解平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时，使它们水解并沉淀完全；

（4）在酸性环境下，CrO42-转化为Cr2O72-，即2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，故答案为：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O；

（5）铬（Cr）与铝的性质相似，Cr(OH)3 溶于NaOH 溶液所发生反应的离子反应方程式为Cr(OH)3 + OH- ＝ CrO2- + 2H2O，故答案为：Cr(OH)3 + OH- ＝ CrO2- + 2H2O。

考点：考查了工艺流程、盐类水解及有关计算、电离等相关知识。