Question

铬铁矿的主要成分可表示为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．
②Cr₂O₇^2-+H₂O═2CrO₄^2-+2H⁺
请回答：
（1）生成滤渣1中红褐色物质的反应的化学方程式是

 

．滤液1的成分除Na₂CrO₄外，还含有（填化学式）

 

．
（2）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

 

．
（3）由滤液2转化为Na₂Cr₂O₇溶液应采取的措施是

 

．
（4）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、洗涤、干燥．
（5）煅烧铬铁矿生成Na₂CrO₄和NaFeO₂反应的化学方程式是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题,元素及其化合物

分析：铬铁矿通过焙烧，生成Na₂CrO₄、NaFeO₂、Na₂SiO₃、NaOH和NaAlO₂的混合体系，然后加水溶解得固体氢氧化铁和溶液Na₂CrO₄、Na₂SiO₃、NaOH、NaAlO₂，再调节溶液的pH，使偏铝酸盐完全沉淀，硅酸盐完全沉淀；继续调节溶液的pH使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，最后向所得溶液中加入氯化钾，生成溶解度极小的K₂Cr₂O₇，
（1）依据流程图和题干反应分析判断发生的反应及滤液1的成分；
（2）滤液1中含Na₂CrO₄、Na₂SiO₃、NaOH和NaAlO₂，经调节pH可获得氢氧化铝和硅酸沉淀，加热两种沉淀得到氧化铝和二氧化硅，电解氧化铝得到金属铝；
（3）铬酸根在酸性条件下可以转化为重铬酸根；
（4）溶液中得到溶质晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥步骤分析回答；
（5）根据流程，反应物为FeO?Cr₂O₃、NaOH和7O₂，生成物为Na₂CrO₄、NaFeO₂和H₂0，配平即可．

解答： 解：（1）铬铁矿的主要成分可表示为FeO?Cr₂O₃，还含有SiO₂、Al₂O₃等杂质，加入氧气和氢氧化钠，发生反应为：
①4FeO?Cr₂O₃+7O₂+20NaOH

煅烧  .

8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O；
②2NaOH+Al₂O₃

煅烧  .

2NaAlO₂+H₂0；
③2NaOH+SiO₂

煅烧  .

Na₂SiO₃+H₂0；
水浸发生NaFeO₂的水解：NaFeO₂+2H₂O=NaOH+Fe（OH）₃↓，
操作Ⅰ是过滤，得到滤渣1为Fe（OH）₃；滤液1中含Na₂CrO₄、Na₂SiO₃、NaOH和NaAlO₂；
故答案为：NaFeO₂+2H₂O=NaOH+Fe（OH）₃↓；NaAlO₂、Na₂SiO₃（NaOH写或没写均不扣分）；
（2）滤液1中含Na₂CrO₄、Na₂SiO₃、NaOH和NaAlO₂，经调节pH可获得氢氧化铝和硅酸沉淀，加热两种沉淀得到氧化铝和二氧化硅，电解氧化铝得到金属铝，反应方程式为：2Al₂O₃（熔融）

电解  .

4Al+3O₂↑；故答案为：2Al₂O₃（熔融）

电解  .

4Al+3O₂↑；
（3）根据题目信息：Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺，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，加入酸，氢离子浓度增大，平衡左移，作用是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，故答案为：加硫酸酸化；
（4）获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体，
故答案为：冷却结晶，过滤；
（5）根据流程，反应物为FeO?Cr₂O₃、NaOH和7O₂，生成物为Na₂CrO₄、NaFeO₂和H₂0，反应方程式为：4FeO?Cr₂O₃+7O₂+20NaOH

煅烧  .

8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O；
故答案为：4FeO?Cr₂O₃+7O₂+20NaOH

煅烧  .

8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O．

点评：本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键，题目难度较大．