Question

【題目】鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3，還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì)，以下是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K2Cr2O7）的流程圖：

已知：

①4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑；

②Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑；

根據(jù)題意回答下列問題：

（1）操作I在常溫下該反應(yīng)速度極慢，下列措施中能使反應(yīng)速率增大的是______．

A．升高溫度 B．通入過量的空氣 C．將原料粉碎 D．增加純堿的用量

（2）固體X中主要含有______（填寫化學(xué)式）；

（3）酸化步驟用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH＜5，并煮沸其目的是______．（離子方程式表示）

（4）操作 iv有多步組成，獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮、______、______、洗滌、干燥．

（5）表是相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)，操作Ⅲ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7↓+2NaCl．

該反應(yīng)在溶液中能發(fā)生的理由是______．（文字說明）

物質(zhì)	溶解度/（g/100g水）
	0°C	40°C	80°C
KCl	28	40.1	51.3
NaCl	35.7	36.4	38
K2Cr2O7	4.7	26.3	73
Na2Cr2O7	163	215	376

（6）副產(chǎn)品Y主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì)，精確分析Y中氫氧化鋁含量的方法是稱取n g樣品，加入過量______（填寫試劑）、溶解、過濾、再______（填寫試劑）、…灼燒、冷卻、稱量，得干燥固體m g．計(jì)算樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______（用含m、n的代數(shù)式表示）．

Answer 1

【答案】ABC Fe2O3、MgO Cr2O72﹣+H2O═2CrO42﹣+2H+ 冷卻結(jié)晶 過濾 K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7�。ɑ蛩姆N物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小） NaOH溶液 二氧化碳

【解析】

鉻鐵礦通過焙燒4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑，Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑，生成Na2CrO4、Fe2O3、MgO和NaAlO2的混合體系，然后加水溶解經(jīng)操作Ⅱ得固體X為：Fe2O3、MgO和溶液Na2CrO4、NaAlO2，再調(diào)節(jié)溶液的PH，使偏鋁酸鹽完全沉淀，操作Ⅲ得到Y為氫氧化鋁，繼續(xù)調(diào)節(jié)溶液的PH使CrO42﹣轉(zhuǎn)化為Cr2O72﹣，最后向所得溶液中加入氯化鉀，Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，生成溶解度極小的K2Cr2O7，結(jié)晶得到晶體。

(1)A．升高溫度，可以加快反應(yīng)速率，故A正確；

B．通入過量的空氣，增大了氧氣的量，可以加快反應(yīng)速率，故B正確；

C．將原料粉碎，增大了接觸面積，可以加快反應(yīng)速率，故C正確；

D．純堿是固體，不涉及濃度問題，所以改變純堿的量，不能改變反應(yīng)速率，故D錯(cuò)誤；

(2)鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3，還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì)，加入氧氣和碳酸鈉，發(fā)生反應(yīng)為：4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑；Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑；Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+，操作Ⅰ是過濾得到固體X為Fe2O3、MgO；

(3)酸化步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH＜5，依據(jù)流程圖中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和制備目的可知，結(jié)合反應(yīng)平衡Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+，加入酸，氫離子濃度增大，平衡左移，作用是使CrO42﹣轉(zhuǎn)化為Cr2O72﹣；

(4)操作Ⅲ有多步組成，獲得K2Cr2O7晶體的操作依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到晶體；

(5)依據(jù)圖表物質(zhì)的溶解度分析對比，操作Ⅲ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl；說明K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7�。ɑ蛩姆N物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最�。�；

(6)副產(chǎn)品Y主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì)，精確分析Y中氫氧化鋁含量的方法是先利用氫氧化鋁的兩性，用氫氧化鈉溶液溶解氫氧化鋁過濾得到濾液中通入過量的二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，灼燒干燥得到氧化鋁干燥固體m g，依據(jù)鋁元素守恒計(jì)算，2Al(OH)3~Al2O3，樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=。