Question

重铬酸钾是一种常见的强氧化剂。实验室以精选铬铁矿(主要成分可表示为FeO.Cr₂O₃,还含有SiO₂、Al₂O₃等杂质)为原料制备重铬酸钾晶体(K₂Cr₂O₇，式量294)的流程如下：

请回答下列问题：

⑴操作1中发生的反应有：

4FeO·Cr₂O₃ ＋ 8Na₂CO₃ ＋ 7O₂ ＝ 8Na₂CrO₄ ＋ 2Fe₂O₃ ＋ 8CO₂↑

Na₂CO₃ ＋ Al₂O₃ ＝ 2NaAlO₂ ＋ CO₂↑

Na₂CO₃ ＋ SiO₂ ＝ Na₂SiO₃ ＋ CO₂↑

该步骤在常温下的反应速率较慢，为使反应速率增大，可采取的措施是                (写出两条)

⑵固体Y中主要含有               。(填写化学式)

⑶酸化步骤使含铬物质发生了转化为_________，请写出离子反应方程式                      。

⑷操作4中的化学反应在溶液中能发生的可能理由是                 ，获得晶体的操作依次是：加入KCl固体，在水浴上加热浓缩至                 ，冷却结晶，抽滤、洗涤、干燥。

⑸通过下列实验可测定产品中重铬酸钾的质量分数：

称取重铬酸钾试样1.470g，用100mL容量瓶配制成溶液。移取25.00mL溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr³⁺)，放于暗处5min。然后加入一定量的水，加入淀粉指示剂，用0.1500mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定，共消耗标准液36.00mL。滴定时发生的反应的离子方程式为：

I₂ ＋ 2S₂O₃^2－ ＝ 2I^－ ＋ S₄O₆^2－

则所测定产品中重铬酸钾的纯度为             。

⑹有关上述实验过程中涉及的部分实验操作的描述，正确的是            。

A．粗产品若要进一步提纯，可以采用重结晶的方法

B．配制溶液时，用托盘天平称取试样后，一般经溶解、转移(含洗涤)、定容等步骤，配制成100mL溶液

C．滴定时，当最后一滴标准溶液滴入时，溶液变为蓝色，且半分钟内不变色，可判断滴定终点

D．滴定终点时俯视读数，测定结果偏低

Answer

⑴升高温度、将原料粉碎、使用催化剂等；

⑵Al(OH)3、H2SiO3；

⑶2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O；

⑷该条件下，K2Cr2O7的溶解度很小；溶液表面出现少量固体；

⑸72%；

⑹AD。

【解析】

试题分析：根据操作1中发生的反应：4FeO·Cr2O3 ＋ 8Na2CO3 ＋ 7O2 ＝ 8Na2CrO4 ＋ 2Fe2O3 ＋ 8CO2↑，Na2CO3 ＋ Al2O3 ＝ 2NaAlO2 ＋ CO2↑，Na2CO3 ＋ SiO2 ＝ Na2SiO3 ＋ CO2↑。铬铁矿通过焙烧，生成Na2CrO4、NaFeO2、Na2SiO3、NaOH和NaAlO2的混合体系，然后加水溶解得固体氢氧化铁和溶液Na2CrO4、Na2SiO3、NaOH、NaAlO2，再调节溶液的pH，使偏铝酸盐完全沉淀，硅酸盐完全沉淀；继续调节溶液的pH使CrO42-转化为Cr2O72-，最后向所得溶液中加入氯化钾，生成溶解度极小的K2Cr2O7。

⑴根据影响化学反应速率的因素，为使反应速率增大，可采取的措施有升高温度、将原料粉碎、使用催化剂等，故答案为：升高温度、将原料粉碎、使用催化剂等；

⑵根据上述分析，固体Y中主要含有氢氧化铝和硅酸，故答案为：Al(OH)3、H2SiO3；

⑶酸化步骤使使CrO42-转化为Cr2O72-，离子反应方程式为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，故答案为：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O；

⑷该条件下，K2Cr2O7的溶解度很小，使得操作4中的反应过程中生成了K2Cr2O7沉淀，获得晶体的操作依次是：加入KCl固体，在水浴上加热浓缩至溶液表面出现少量固体，冷却结晶，抽滤、洗涤、干燥，故答案为：该条件下，K2Cr2O7的溶解度很小；溶液表面出现少量固体；

⑸反应Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可得反应的关系式为Cr2O72-～3I2～6S2O32-，设配制的25.00mL重铬酸钾溶液中重铬酸钾的物质的量为nmol，

Cr2O72-～3I2～6S2O32-

1 6

n 0.1500mol/L×0.036L

1：6=n：(0.1500mol/L×0.036L)，n==0.0009mol，则100mL重铬酸钾溶液中重铬酸钾的物质的量为0.0009mol×=0.0036mol，重铬酸钾的纯度=×100%=72%，故答案为：72%；

⑹A．粗产品若要进一步提纯，可以采用重结晶的方法进行提纯，故A正确；B．配制溶液时，用托盘天平称取试样后，一般经溶解、冷却、转移(含洗涤)、定容、摇匀等步骤，配制成100mL溶液，故B错误；C．滴定时发生I2 ＋ 2S2O32－ ＝ 2I－ ＋ S4O62－，当最后一滴标准溶液滴入时，溶液变为无色，且半分钟内不变色，可判断滴定终点，故C错误；D．滴定终点时俯视读数，导致标准溶液的体积偏小，根据c(待测)= ，测定结果偏低，故D正确，故选AD。

【考点定位】考查制备实验方案的设计

【名师点晴】本题考查物质制备实验方案设计，涉及物质分离和提纯、物质纯度的滴定实验等知识点，综合性较强，侧重考查学生分析、计算能力，能从整体上把握分析发生的反应、实验操作方法是解本题关键，知道每一步发生的反应及物质的性质。