Question

重铬酸钠(Na₂Cr₂O₇·2H₂O)俗称红矾钠，在工业方面有广泛用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO、Cr₂O₃，还含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质)为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：

①中涉及的主要反应有：

主反应：4FeO·Cr₂O₃＋8Na₂CO₃＋7O₂8Na₂CrO₄＋2Fe₂O₃＋8CO₂

副反应：SiO₂＋Na₂CO₃Na₂SiO₃＋CO₂↑、Al₂O₃＋Na₂CO₃2NaAlO₂＋CO₂↑

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Mg(OH)2	Cr(OH)3
完全沉淀时溶液pH	4.7	3.7	11.2	5.6

试回答下列问题：

(1)“①”中反应是在回转窑中进行，反应时需不断搅拌，其作用是________。

(2)“③”中调节pH至4.7，目的是________。

(3)“⑤”中加硫酸酸化的目的是使转化为，请写出该平衡转化的离子方程式：________。

(4)称取重铬酸钠试样2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶(锥形瓶)中，加入10mL2mol·L^－1H₂SO₄和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr^3＋)，放于暗处5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol·L^－1Na₂S₂O₃标准溶液滴定(I₂＋2＝2I^－＋)。

①判断达到滴定终点的依据是：________；

②若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液40.00mL，所得产品的中Na₂Cr₂O₇的纯度(设整个过程中其它杂质不参与反应)________。

Answer

使反应物接触更充分，加快反应速率 除去溶液中的、 当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时，溶液蓝色褪去，半分钟内不恢复 0.8384(或83.84%)

【解析】

铬铁矿为原料制备重铬酸钠，铬铁矿(主要成份为FeO•Cr2O3，还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)，铬铁矿经加入纯碱、空气和辅料氧化煅烧，根据题目信息可知煅烧后的固体主要成分有Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2以及MgO，水浸后过滤除去难溶物Fe2O3和MgO；稀释后调节pH至4.7，除去溶液中的AlO、SiO，过滤后用硫酸酸化，再经加热浓缩、蒸发结晶得到硫酸钠晶体，再冷却结晶得到重铬酸钠。

(4)该滴定实验的原理是：先用酸化的重铬酸钠氧化碘离子生成碘单质，之后加入淀粉指示剂，淀粉遇碘变蓝，所以此时溶液呈蓝色；之后加入Na2S2O3标准溶液将碘单质还原，滴定终点碘单质被完全消耗，溶液蓝色褪去；根据消耗的Na2S2O3标准液可以计算得出被氧化生成的碘单质的量，从而确定重铬酸钠的量。

(1)固体反应物在搅拌时可充分接触而加快反应速率；

(2)根据分析可知调节pH至4.7，可使SiO、AlO生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去；

(3)CrO42-在酸性条件下与H+离子反应生成Cr2O72-，该反应为可逆反应，反应的离子方程式为；

(4)①碘单质被硫代硫酸钠还原为碘离子，碘离子不能使淀粉变蓝，据此可知滴定终点的现象应为：当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时，溶液蓝色褪去，半分钟内不恢复；

②氧化Iˉ时自身被还原成Cr3+，根据电子守恒可知6n(Na2Cr2O7·2H2O)=n(Iˉ)，根据反应方程式I2＋2＝2I－＋可知n(Iˉ)=n()，所以6n(Na2Cr2O7)= n()，则25.00mL试样溶液中n(Na2Cr2O7·2H2O)==0.0008mol，则试样中n(Na2Cr2O7)=0.0008mol×=0.008mol，所以试样中重铬酸钠的纯度为=83.84%。