Question

铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的流程图：

已知：① Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑；  

② Cr₂O₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺

根据题意回答下列问题：

（1）请完成下列化学方程式的配平：

    FeO•Cr₂O₃+    Na₂CO₃+   O₂       Na₂CrO₄+    Fe₂O₃+    CO₂↑；

其中CO₂的结构式__                      ____

（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5，其目的是__                      ____；

（3）固体Y的主要成分是               ，写出生成Y的离子方程式                        ；

（4）操作Ⅲ由多步组成，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、______、过滤、______、干燥；

（5）操作Ⅲ发生反应的化学方程式为                                      ；

（6）某种酒精测试仪中，K₂Cr₂O₇在酸性条件下将乙醇氧化成乙醛，自身被还原为三价铬离子。该反应的离子方程式为                                                         。

Answer

（1）4、8、7、8、2、8；O=C=O；

（2）使CrO42-转化Cr2O72-；

（3）Al（OH）3；AlO2-+CH3COOH+H2O═Al（OH）3↓+CH3COO-；

（4）冷却结晶；洗涤；

（5）Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7↓+2NaCl；

（6）Cr2O72-+3CH3CH2OH+8H+=2Cr3++3CH3CHO+7H2O。

【解析】

试题分析：铬铁矿通过焙烧，生成Na2CrO4、Fe2O3、MgO和NaAlO2的混合体系，然后加水溶解得固体Fe2O3、MgO和溶液Na2CrO4、NaAlO2，再调节溶液的PH，使偏铝酸盐完全沉淀，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，

（1）根据反应中各物质的元素化合价变化可知，铁从+2价变为+3价，铬从+3价变为+6价，氧从0价变为-2价，根据化合价升降法及元素守恒可配平化学方程式为4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑；，其中CO2的结构式为O=C=O，故答案为：4、8、7、8、2、8；O=C=O；

（2）结合流程图和反应过程中得到物质分析，酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5为了转化CrO42-离子为Cr2O72-，故答案为：使CrO42-转化Cr2O72-；

（3）根据流程分析可知，用醋酸调节pH值后产生的沉淀为氢氧化铝，所以Y为Al（OH）3，生成Al（OH）3的离子方程式为AlO2-+CH3COOH+H2O═Al（OH）3↓+CH3COO-，故答案为：Al（OH）3；AlO2-+CH3COOH+H2O═Al（OH）3↓+CH3COO-；

（4）获得K2Cr2O7晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：冷却结晶；洗涤；

（5）Na2Cr2O7的溶解度小于K2Cr2O7，反应向溶解度小的方向进行，所以反应的化学方程式为Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7↓+2NaCl，故答案为：Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7↓+2NaCl；

（6）K2Cr2O7在酸性条件下将乙醇氧化成乙醛，自身被还原为三价铬离子，反应的离子方程式为 Cr2O72-+3CH3CH2OH+8H+=2Cr3++3CH3CHO+7H2O，故答案为：Cr2O72-+3CH3CH2OH+8H+= 2Cr3++3CH3CHO+ 7H2O。

考点：考查了物质制备流程和方案的分析判断的相关知识。