Question

工业上以铬铁矿（含有Cr₂O₃，FeO、Al₂O₃、SiO₂等成分）为主要原料生产重铬酸钠晶体（Na₂Cr₂O₇·2H₂O），其主要工艺流程如下：

提示：熟料中含有Na₂CrO₄、NaFeO₂等成分。

回答下列问题：

（1）将铬铁矿粉碎的目的是_____________________________ 。            

（2）氧化焙烧时，生成Na₂CrO₄的化学方程式是__________。

（3）滤渣2中除Al(OH)₃外还有__________（填化学式）。

（4）加入硫酸酸化的目的是__________________________。

（5）根据下图，请将操作a补充完整：________________，洗涤，干燥。

（6）控制105~110℃，向较浓的Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固体发生复分解反应，立即析出K₂Cr₂O₇晶体。能生成K₂Cr₂O₇晶体的原因是_____________。

（7）向Na₂Cr₂O₇酸性溶液中加入过量FeSO₄溶液，生成Cr³⁺和 Fe³⁺，再加入过量的强碱溶液生成铁铬氧体沉淀(Cr_xFe_3-xO₄)。加入过量强碱生成铁铬氧体沉淀的离子方程式是______。

Answer

增大反应物的接触面，加快反应速率，提高原料的利用率。 2Cr2O3 + 3O2 + 8NaOH4Na2CrO4 + 4H2O H2SiO3 将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7。 蒸发浓缩，趁热过滤 该温度下，KCl、Na2Cr2O7、K2Cr2O7、NaCl四种物质中K2Cr2O7溶解度最小。 xCr3+ + Fe2+ + (2-x) Fe3+ +8OH- CrxFe3-xO4↓+ 4H2O

【解析】试题分析：（1）将铬铁矿粉碎可以增大反应物的接触面，加快反应速率，提高原料的利用率；（2）氧化焙烧时Cr2O3被氧气氧化为Na2CrO4；（3）矿石中SiO2焙烧生成硅酸钠，加入硫酸生成硅酸；（4）Na2CrO4在酸性条件下生成Na2Cr2O7；（5）根据下图，请将操作a补充完整：________________，洗涤，干燥。（6）相同温度下，KCl、Na2Cr2O7、K2Cr2O7、NaCl四种物质中K2Cr2O7溶解度最小，析出K2Cr2O7沉淀；（7）加入过量强碱生成铁铬氧体沉淀，根据元素守恒；电荷守恒配平离子方程式。

解析：（1）将铬铁矿粉碎的目的是增大反应物的接触面，加快反应速率，提高原料的利用率；（2）氧化焙烧时Cr2O3被氧气氧化为Na2CrO4，反应方程式为2Cr2O3 + 3O2 + 8NaOH4Na2CrO4 + 4H2O ；（3）矿石中SiO2焙烧生成硅酸钠，加入硫酸生成硅酸，所以滤渣2中除Al(OH)3外还有H2SiO3沉淀；（4）Na2CrO4在酸性条件下能生成Na2Cr2O7，加入硫酸酸化的目的是将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7；（5）根据硫酸钠在高温条件下溶解度比重铬酸钠小很多，所以混合溶液中析出硫酸钠晶体，步骤是蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤，干燥。（6）相同温度下，KCl、Na2Cr2O7、K2Cr2O7、NaCl四种物质中K2Cr2O7溶解度最小，所以能生成K2Cr2O7晶体；（7）根据元素守恒；电荷守恒配平离子方程式得xCr3+ + Fe2+ + (2-x) Fe3+ +8OH- CrxFe3-xO4↓+ 4H2O。

点睛：复分解反应的条件是有沉淀、水或气体生成，向较浓的Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体发生复分解反应，立即析出K2Cr2O7晶体的原因是K2Cr2O7的溶解度小。