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,请回答下列问题：

(1)以上工艺流程所涉及元素中属于过渡元素的有________，铁在周期表中的位置是第______周期______族。

(2)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，写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式：_________________。

(3)NaFeO₂能发生强烈水解，在步骤②中生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式：_________________。

(4)流程④中酸化所用的酸和流程⑤中所用的某种盐最合适的是____________(填字母)。

A．盐酸和氯化钾   B．硫酸和氯化钾   C．硫酸和硫酸锌   D．次氯酸和次氯酸钾

酸化时，CrO转化为Cr₂O，写出平衡转化的离子方程式：________________。

(5)水溶液中的H^＋是以H₃O^＋的形式存在，H₃O^＋的电子式为_____________。

(6)简要叙述操作③的目的：________________。

Answer

Fe、Cr 四 Ⅷ Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑ NaFeO2＋2H2O===Fe(OH)3↓＋NaOH B 2CrO＋2H＋ Cr2O＋H2O 由于溶液中硅酸钠和偏铝酸钠发生水解，SiO＋H2OHSiO＋OH－，HSiO＋H2OH2SiO3＋OH－，AlO＋2H2OAl(OH)3＋OH－，降低pH有利于平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时，使它们水解完全

【解析】工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO•Cr2O3）为原料生产重铬酸钾：在反应器①中，6FeO•Cr2O3+24NaOH+7KClO3＝12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O，有Na2CrO4生成，同时Fe2O3转变为NaFeO2，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，反应的化学方程式为NaFeO2＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋NaOH，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，操作④中酸化时，CrO42-转化为Cr2O72-，常温下重铬酸钾的溶解度较小，操作⑤中利用Na2Cr2O7+2KCl＝K2Cr2O7+2NaCl复分解反应，得到重铬酸钾，据此解答。

(1)以上工艺流程所涉及元素中属于过渡元素的有Fe、Cr，铁的原子序数是26，在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族。(2)氧化铝与碳酸钠反应生成偏铝酸钠和CO2，反应的化学方程式为Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑。(3)NaFeO2水解的化学方程式为NaFeO2＋2H2O＝Fe(OH)3↓＋NaOH。(4)盐酸易挥发，所以最好用硫酸。次氯酸钾具有强氧化性，不适合与铬酸钾发生复分解反应生成重铬酸钾，应该用氯化钾，答案选B。酸化时铬酸根转化为重铬酸根离子的离子方程式为2CrO42－＋2H＋⇌Cr2O72－＋H2O。(5)氢离子和水分子之间存在配位键，H3O＋的电子式为。(6)在反应器①杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐，过滤后中溶液中含有铬酸根、偏铝酸根离子，需要通过调节pH转化为沉淀而除去，由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解，SiO32-+H2O⇌HSiO3-+OH-、HSiO3-+H2O⇌H2SiO3+OH-、AlO2-+2H2O⇌Al(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。