Question

重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)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)为原料生产重铬酸钾。实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下图所示。反应器中涉及的主要反应是：6 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与纯碱反应的原理相同均转变为可溶性盐。写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式：______________________。

（2）操作⑤中加酸酸化后CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，写出转化的离子方程式：_________________。

（3）步骤③中测定pH值的操作为：________________。

（4）某同学设计的检验上述工艺流程④的滤渣中Fe、Al、Si元素成分的探究实验如下，请帮助完成该实验，并填写表中空格：

操作步骤	实验现象	结论
①取滤渣样少量于试管中，加足量稀HCl，搅拌，静置。	试管中仍有固体物质	固体为_____________
②操作①后，过滤；在滤液中加入过量的____________。	有红褐色沉淀产生	沉淀为Fe (OH)3
③将操作②后的红褐色沉淀滤去，在滤液中通入足量CO2。	_____________	生成物为Al (OH)3；

（5）称取重铬酸钾(其式量为294)试样2.5000 9配成250 mL溶液，用移液管取出25. 00 mL于碘量瓶中，加入10 mL 2 mol/L H₂SO₄和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr³⁺），放置于暗处5 min，然后加入100 mL水，加入3 mL淀粉指示剂，用0.1200 mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定(I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-)。

①配制溶液时所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需________和________________。

②若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液40. 00 mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为（设整个过程中其他杂质不参与反应）____________。（保留2位小数）

Answer

（1）Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑；（2）2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；

（3）取一段pH试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部，再将试纸与标准比色卡进行比较。

（4）

（5）①250 mL容量瓶 胶头滴管②94. 08%

【解析】

试题分析：（1）Al2O3与Na2CO3生成可溶性盐，则应为NaAlO2，根据原子守恒另一种产物为CO2，反应的方程式为Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2↑。

（2）酸化即加酸，CrO42－和H+反应生成Cr2O72－和H2O，方程式为2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；

NaFeO2水解产生沉淀，则沉淀只能是Fe(OH)3，另一种产物为NaOH。

（3）测定pH值的实验操作为：取一段pH试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部，再将试纸与标准比色卡进行比较。

（4）滤液中加入足量盐酸后产生沉淀，则该沉淀一定是硅酸；要得到氢氧化铁沉淀，则需要加入强碱，例如氢氧化钠等；偏铝酸钠与CO2反应生成白色胶状沉淀氢氧化铝。

（5）①配制溶液时所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需250 mL容量瓶和胶头滴管。

②根据发生的反应：Cr2O72－+6I－+14H+＝2Cr3++3I2+7H2O，I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－

可得出关系式：Cr2O72－～3I2～ 6S2O32－

因此样品中所含重铬酸钾的物质的量为

所以重铬酸钾的纯度为。

考点：考查化工流程分析、化学方程式书写、滴定计算等