Question

铬铁矿的要紧成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有SiO₂、Al₂O₃等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)的过程如图所示。

已知：①NaFeO₂遇水强烈水解。

②2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O

请回答：

（1）K₂Cr₂O₇中Cr元素的化合价是___。

（2）煅烧铬铁矿生成Na₂CrO₄和NaFeO₂反应的化学方程式是___。

（3）滤渣1为红褐色的固体，滤渣1的成分是(填名称)____，滤液1的成分除Na₂CrO₄、NaOH外，还含有___(填化学式)。

（4）利用滤渣2，可制得两种氧化物，其中一种氧化物经电解冶炼可获得金属，该电解反应的化学方程式是___。

（5）写出由滤液2转化为Na₂Cr₂O₇溶液应采取的措施是___。

（6）向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固体，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加热浓缩、____、过滤、洗涤、干燥。

Answer

+6 4FeO·Cr2O3+20NaOH+ 7O2= 8Na2CrO4+ 4NaFeO2+10H2O 氢氧化铁 NaAlO2、Na2SiO3 2 Al2O3 (熔融) 4Al+3O2↑ 加硫酸酸化 冷却结晶

【解析】

(1)根据化合物中各元素的化合价代数和为0的原则判断K2Cr2O7中Cr元素的化合价；

(2)由流程图判断，滤液1的成分除Na2CrO4、NaOH外，还有氧化铝、二氧化硅与氢氧化钠反应生成的NaAlO2，  Na2SiO3；

(3)根据滤渣1是红褐色推断有氢氧化铁，是NaFeO2水解的产物；

(4)根据题目信息： 2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O，所以滤液2中的铬酸钠转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施是加硫酸酸化；

(5)从溶液中获得晶体的操作依次是：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

（1）根据化合物中各元素化合价代数和为零进行计算，K2Cr2O7中Cr元素的化合价是+6价；答案：+6；

（2）铬铁矿主要成分FeO·Cr2O3，加入氢氧化钠后通入氧气发生反应生成Na2CrO4和NaFeO2、水，其反应的化学方程式4FeO·Cr2O3+20NaOH+ 7O2= 8Na2CrO4+ 4NaFeO2+10H2O，答案：4FeO·Cr2O3+20NaOH+ 7O2= 8Na2CrO4+4 NaFeO2+10H2O。

(3) 由题意NaFeO2遇水强烈水解，反应为滤渣1为红褐色的固体，即NaFeO2和水反应会产生红褐色沉淀，即NaFeO2+2H2O=NaOH+Fe (OH) 3↓，生成的氢氧化钠和氧化铝反应生成偏铝酸钠，和二氧化硅反应生成硅酸钠，所以滤液1的成分除Na2CrO4外，还含有偏铝酸钠和硅酸钠， 故答案为:氢氧化铁; NaAlO2、Na2SiO3；

 (4)滤渣2可制得两种氧化物为氧化铝和二氧化硅，其中氧化铝可以经过电解冶炼可获得金属铝，该电解反应的化学方程式是：2 Al2O3 (熔融) 4Al+3O2↑，故答案为：2 Al2O3 (熔融) 4Al+3O2↑；

(5)根据题目信息： 2CrO42-+2H+= Cr2O72-+H2O，所以滤液2中的铬酸钠转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施是加硫酸酸化，故答案为：加硫酸酸化；

(6)向K2Cr2O7溶液中加入KCl固体，加热时，重铬酸钠的溶解度随温度的升高而增大，但是氯化钾的受温度影响不大，所以获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：冷却结晶。