Question

【题目】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NaNO3与FeO·Cr2O3与的系数比为___。该步骤不能使用陶瓷容器，原因是___。

（2）滤渣1中主要成分是___，滤渣2中含量最多的金属元素名称是___。

（3）步骤④调滤液2的pH变小的目的是___(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，___、___，过滤得到K2Cr2O7固体。该反应的反应类型是___。

（5）写出步骤7中涉及的离子方程式___。

Answer 1

【答案】7：2 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 Fe2O3 铝 增大溶液中H+，促进平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向移动 蒸发浓缩 冷却结晶 复分解反应 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O

【解析】

铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3，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FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3=Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2，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，N元素的化合价由+5价降低为+3价，由电子、原子守恒可知，反应为2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，该步骤中若使用陶瓷，二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，则使用铁坩埚，熔块水浸过滤分离出滤渣1含Fe2O3，经还原可制备碳酸亚铁，滤液1中含NaAlO2、Na2CrO4、硅酸钠，调节pH=7，SiO32-离子转化为H2SiO3，AlO2-转化为Al(OH)3，过滤分离出Al(OH)3、H2SiO3，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，以此解答该题。

(1)由上述分析可知步骤①的主要反应为2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，则NaNO3与FeOCr2O3与的系数比为7:2；该步骤不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳；

(2)由以上分析可知滤渣1含Fe2O3，滤渣2含有Al(OH)3、H2SiO3，滤渣中含量最多的金属元素是铝元素；

(3)④中调节pH发生2CrO42+2H+Cr2O72+H2O，则步骤④调滤液2的pH使之变小，增大氢离子浓度，平衡正向移动，利于生成Cr2O72；

(4)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，步骤⑤发生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，反应类型是复分解反应；

(5)步骤7中涉及的离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。