Question

【题目】重铬酸钾(K2Cr2O7)是工业上重要的氧化剂，实验室利用铬铁矿(主要成份为FeO·Cr2O3)模拟工业生产制备重铬酸钾的主要工艺如下：

(1) 铬铁矿中的SiO2和Al2O3在反应器中与纯碱共热反应转变为可溶性盐，写出Al2O3与碳酸钠反应的化学方程式：_________。

(2)反应器中发生的主要反应为： 6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO312Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O。Fe2O3可进一步转化为NaFeO2。NaFeO2在操作Ⅰ中强烈水解，写出NaFeO2水解的化学方程式：_________。

(3)操作Ⅱ的目的是_________。

(4)操作Ⅰ中CrO42－转化为Cr2O72－，写出此可逆反应的离子方程式：_________

(5)称取重铬酸钾试样2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于锥形瓶中，加入10mL 2mol·L－1H2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+)，放于暗处5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至滴定终点时用去Na2S2O3溶液40.00mL(I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－)。

①写出重铬酸钾与碘化钾反应的离子方程式：_________；

②重铬酸钾试样的纯度(设整个过程中其它杂质不参与反应)为_________。

Answer 1

【答案】Al2O3+ Na2CO32NaAlO2+CO2↑ NaFeO2+ 2H2O＝Fe(OH)3↓ + NaOH 除去SiO32－和AlO2－ 2CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O Cr2O72－+6I－+14 H+＝2Cr3++ 3I2+ 7H2O 94.08%

【解析】

（1）Al2O3与碳酸钠的反应可以参照玻璃熔炉中SiO2与纯碱的反应，即生成NaAlO2和CO2，化学方程式为：Al2O3+ Na2CO32NaAlO2+CO2↑；

（2）NaFeO2的强烈水解即NaFeO2电离的FeO2-离子结合水电离出的H+离子转化为Fe(OH)3沉淀，NaFeO2电离的Na+离子结合水电离出的OH-离子生成NaOH的过程，因此化学方程式为NaFeO2+ 2H2O＝Fe(OH)3↓ + NaOH；

（3） 操作Ⅱ是调节pH=7~8，之后是过滤，因此目的是除去Na2CrO4中的杂质离子，由前面的流程中可知，Fe元素已经转化为Fe(OH)3沉淀，因此杂质是Si元素的SiO32-和Al元素的AlO2-；

（4） CrO42－转化为Cr2O72－，由Cr元素的价态都为+6价可知该可逆反应是非氧化还原反应，离子方程式为：2CrO42－+2H+Cr2O72－+H2O；

（5）重铬酸钾中铬的还原产物为Cr3+，根据化合价的变化，碘化钾中I-被氧化成I2，介质是H2SO4，根据得失电子守恒和电荷守恒，该离子方程式为：Cr2O72－+6I－+14 H+＝2Cr3++ 3I2+ 7H2O；依据反应方程式，各物质的量比关系为：Cr2O72－～3I2～6S2O32－，n(S2O32－)=0.1200 mol·L－1×0.040 L=0.0048 mol，推出n(Cr2O72－)=0.0048 mol÷6=0.0008 mol，原试样中的n(Cr2O72－)=0.0008 mol×250mL÷25.00mL=0.008 mol；m(K2Cr2O7)=0.008 mol×294 g/mol=2.352 g；ω(K2Cr2O7)=2.352 g÷2.5000g=94.08%。