Question

铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)的工艺如下(部分操作和条件略)：

Ⅰ.将铬铁矿和碳酸钠混合充分焙烧。

Ⅱ.焙烧后的固体加水浸取，分离得到溶液A和固体A。

Ⅲ.向溶液A中加入醋酸调pH约7～8，分离得到溶液B和固体B。

Ⅳ.再向溶液B中继续加醋酸酸化，使溶液pH小于5。

Ⅴ.向上述溶液中加入氯化钾，得到重铬酸钾晶体。

(1)Ⅰ中焙烧发生的反应如下，配平并填写空缺：

FeO•Cr₂O₃ +       Na₂CO₃ +               Na₂CrO₄ +        Fe₂O₃ +        CO₂↑；

②Na₂CO₃+Al₂O₃=2NaAlO₂+CO₂↑。

(2)固体A中主要含有             (填写化学式)。

(3)已知重铬酸钾溶液中存在如下平衡：2CrO₄^2-＋2H⁺Cr₂O₇^2-＋H₂O。Ⅳ中调节溶液pH＜5时，其目的是        。

(4)Ⅴ中发生反应的化学方程式是：Na₂Cr₂O₇+2KCl=K₂Cr₂O₇↓+2NaCl，已知下表数据

物质	KCl	NaCl	K2Cr2O7	Na2Cr2O7
溶解度 (g/100g水)	0℃	28[来	35.7	4.7	163
40℃	40.1	36.4	26.3	215
80℃	51.3	38	73	376

①该反应能发生的理由是                          。

②获得K₂Cr₂O₇晶体的操作有多步组成，依次是：加入KCl固体、          、           、过滤、洗涤、干燥得到晶体。

(5)Ⅲ中固体B中主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析固体B中氢氧化铝含量的方法是：称取n g样品，加入过量________(填写试剂名称)、溶解、过滤、再通入过量的CO₂、…灼烧、冷却、称量，得干燥固体m g。计算样品中氢氧化铝的质量分数为______       (用含m、n的代数式表示)。

Answer

(1)4 8 7O2 8 2 8；(2)Fe2O3、MgO

(3)由于存在反应平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，加入酸，氢离子浓度增大，平衡右移，作用是使CrO42-转化为Cr2O72-。

(4)①温度对氯化钠的溶解度影响小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，利用复分解反应在低温下可以得到重铬酸钾；②加热蒸发；冷却结晶。

(5)氢氧化钠溶液；。

【解析】

试题分析：(1)反应中Fe、Cr元素化合价升高，结合元素守恒可知缺陷物质为氧气，Fe元素化合价由+2价升高为+3价，Cr元素化合价由+3价升高为+6价，总升高+7价，O元素化合价由0价降低为-2价，共降低4价，化合价升降最小公倍数为28，故FeO•Cr2O3的系数为4，氧气系数为7，再根据原子守恒配平后方程式为：4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2，故答案为：4；8；7O2；8；2；8；

(2)焙烧时MgO未反应，焙烧后的固体加水浸取，分离得到固体A为Fe2O3、MgO，故答案为：Fe2O3、MgO；

(3)由于存在反应平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，加入酸，氢离子浓度增大，平衡左移，作用是使CrO42-转化为Cr2O72-，故答案为：由于存在反应平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，加入酸，氢离子浓度增大，平衡右移，作用是使CrO42-转化为Cr2O72-；

(4)①温度对氯化钠的溶解度影响小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，低温下四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小，利用复分解反应在低温下可以得到重铬酸钾，故答案为：温度对氯化钠的溶解度影响小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，低温下四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小，利用复分解反应在低温下可以得到重铬酸钾；

②加入KCl固体后，利用溶解度不同，温度对溶解度影响，再经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥可以得到K2Cr2O7晶体，故答案为：加热浓缩、冷却结晶；

(5)固体B中主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，为精确分析B中氢氧化铝含量，先利用氢氧化铝的两性，用过量的氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝，过滤除去不溶物，向滤液中通入二氧化碳重新生成氢氧化铝沉淀，灼烧得到氧化铝固体，根据Al元素守恒，样品中氢氧化铝的质量分数==，故答案为：NaOH溶液；。

考点：考查了物质制备、物质含量测定、物质的分离提纯、氧化还原反应、平衡移动原理的相关知识。