Question

重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO•Cr₂O₃，还含有二氧化硅、氧化铝等杂质。制备流程如图所示：

(1)步骤①的主要反应为：FeO•Cr₂O₃+NaOH+O₂Na₂CrO₄+Fe₂O₃+H₂O 。

上述反应配平后氧化剂与还原剂的系数比为__________。

若在实验室中进行步骤①，应该在_______中进行(填序号)

A.石英坩埚    B.铁制坩埚    C.氧化铝坩埚    D.陶瓷坩埚

(2)滤渣1中含量最多的金属元素是__________(填元素符号)；滤渣2的主要成分是_________及含硅杂质；步骤③调滤液1的pH使之变_________(填“大”或“小”)

(3)向“滤液3”中加入适量KCl，经结晶过滤得到K₂Cr₂O₇固体。步骤⑤的反应类型是___________反应。

(4)某工厂用380 kg 铬铁矿粉(含Cr₂O₃ 40%)制备K₂Cr₂O₇，最终得到产品250 kg，产率为________×100%(保留2位有效数字，M(Cr₂O₃)=152g/mol；M(K₂Cr₂O₇)=294g/mol)

Answer

7：4 B Fe Al(OH)3 小 复分解 85

【解析】

铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质，制备重铬酸钾，由制备流程可知，步骤①的主要反应为4FeO•Cr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O，Cr元素的化合价由+3价升高为+6价，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，O元素的化合价由0价降低为-2价，由电子、原子守恒可知，反应为4FeO•Cr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O，该步骤不能使用石英坩埚、氧化铝坩埚、陶瓷容器，原因是二氧化硅与氢氧化钠高温下反应生成硅酸钠和水，氧化铝与氢氧化钠高温下反应生成偏铝酸钠和水，则使用铁坩埚，熔块水浸过滤分离出滤渣1含Fe2O3，滤液1中含NaAlO2、Na2CrO4，调节pH过滤分离出Al（OH）3、含Si物质，滤液2中含Na2CrO4，④中调节pH发生2CrO42－+2H＋Cr2O72－+H2O，滤液3含Na2Cr2O7，由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7，可知⑤中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体后得到K2Cr2O7，溶解度小的析出。

（1）步骤①的主要反应为：4FeO•Cr2O3+16NaOH+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8H2O 。

上述反应配平后氧化剂与还原剂的系数比为7：4。

若在实验室中进行步骤①，该步骤不能使用石英坩埚、氧化铝坩埚、陶瓷容器，原因是二氧化硅与氢氧化钠高温下反应生成硅酸钠和水，氧化铝与氢氧化钠高温下反应生成偏铝酸钠和水，故选B。

故答案为：7：4 ；B ；

（2）熔块水浸过滤分离出滤渣1含Fe2O3，滤渣1中含量最多的金属元素是Fe(填元素符号)；滤液1中含NaAlO2、Na2CrO4，调节pH过滤分离出Al（OH）3、含Si物质，故滤渣2的主要成分是Al（OH）3及含硅杂质；步骤③调滤液1的pH使之变小，增大氢离子浓度；

故答案为： Fe ；Al(OH)3 ；小；

（3）向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体，由溶解度可知，冷却到40℃K2Cr2O7固体的溶解度在四种物质中较小，发生反应的化学方程式是：Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，该反应在溶液中能发生的原因是：K2Cr2O7的溶解度小，反应类型为复分解；

故答案为：复分解；

（4）用380 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7，最终得到产品 250 kg，产率为 ×100%，由Cr原子守恒可知，由Cr原子守恒可知，则产率= =×100%=85%；

故答案为：85。