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，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

回答下列问题：

（1）步骤①的主要反应为：FeO·Cr₂O₃+Na₂CO₃+NaNO₃ Na₂CrO₄+ Fe₂O₃+CO₂+ NaNO₂，上述反应配平后FeO·Cr₂O₃与NaNO₃的系数比为__________。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是_________。

（2）滤渣1中含量最多的金属元素是_______，滤渣2的主要成分是__________及含硅杂质。

（3）步骤④调滤液2的pH使之变______（填“大”或“小”），原因是___________________（用离子方程式表示）。

（4）有关物质的溶解度如图所示。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。冷却到___________（填标号）得到的K₂Cr₂O₇固体产品最多。

a．80℃        b．60℃        c．40℃        d．10℃

步骤⑤的反应类型是___________________。

Answer

2：7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 Fe Al（OH）3 小 2+2H+⇌+H2O d 复分解反应

【解析】

铬铁矿熔融，与Na2CO3、NaNO3反应生成Na2CrO4、Fe2O3、CO2和NaNO2，硅、铝的杂质转化为Na2SiO3、NaAlO2，熔块水浸后过滤，滤渣1中主要成分为Fe2O3，滤液1中含Na2CrO4、NaNO2、Na2SiO3、NaAlO2，滤液1调pH=7过滤，滤渣2的主要成分为Al(OH)3和含硅杂质，滤液2中含Na2CrO4，调pH发生反应2+2H+⇌+H2O，滤液3中加入KCl与Na2Cr2O7反应生成K2Cr2O7，据此分析作答。

（1）FeO·Cr2O3中Fe的化合价由+2价升至+3价、Cr元素的化合价由+3价升至+6价，FeO·Cr2O3是还原剂，氧化产物为Na2CrO4和Fe2O3，1mol FeO·Cr2O3失去7 mol电子，而NaNO3是氧化剂，还原产物为NaNO2，1molNaNO3得到2 mol电子，根据得失电子守恒可知，FeO·Cr2O3和NaNO3的化学计量数之比为2∶7；陶瓷在高温下会与Na2CO3反应，则熔融时不能使用陶瓷容器；

（2）熔块中氧化铁不溶于水，过滤后进入滤渣1，则滤渣1中含量最多的金属元素是铁；滤渣1中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子、铬酸根离子，调节pH并过滤后得到滤渣2为氢氧化铝及含硅杂质。

（3）调滤液2的pH目的是提高溶液的酸性，pH变小，使2+2H+⇌+H2O平衡正向移动，提高重铬酸根离子浓度，有利于K2Cr2O7固体析出。

（4）由图示可知，在10℃左右时，得到得到K2Cr2O7固体最多，答案选d；步骤⑤的反应为2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7+2NaCl，反应类型为复分解反应。