Question

【题目】工业上以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为:Na2Cr2O7·2H2O)，其主要工艺流程如下：

查阅相关资料得知:i.常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下能将Cr3+转化为CrO42-。

回答下列问题:

（1）将铬铁矿矿石粉碎的目的是________________________________________。

（2）操作I、III、IV用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和___________（填仪器名称）。

（3）操作II中加入H2O2的目的__________________________________

（4）将溶液H经下列操作：蒸发浓缩，__________，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠。

（5）取一定质量的固体D溶解于200 mL的稀硫酸中，向所得溶液中加入5.0 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量（n）与加入NaOH溶液的体积（V）关系如图所示，则稀硫酸的浓度为_________，固体D中含Fe元素化合物的物质的量为___________。

。

Answer 1

【答案】增大反应接触面积，加快反应速率漏斗，烧杯使Fe2＋转换为Fe3＋冷却结晶2.5mol/L0.1

【解析】

（1）将铬铁矿石粉碎可以增大反应物的接触面积，加快反应速率，提高浸出率；综上所述，本题答案是：增大反应接触面积，加快反应速率。

（2）操作Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ均是过滤，则用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和漏斗、烧杯；综上所述，本题答案是：漏斗，烧杯。

（3）铬铁矿主要成分中有FeO，酸溶后生成亚铁离子，操作II中加入H2O2，使Fe2＋转换为Fe3＋，有利于铁元素变为沉淀而除去；综上所述，本题答案：使Fe2＋转换为Fe3＋。

（4）从溶液中得到晶体的一般操作是蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠；综上所述，本题答案是：冷却结晶。

（5）根据图像可知加入氢氧化钠时没有立即产生沉淀，这说明酸过量，首先发生酸碱中和。当沉淀不再发生变化时需要氢氧化钠是180mL。继续加入氢氧化钠沉淀开始减小，即氢氧化铝开始溶解，溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是40mL，则生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液体积是120mL，所以与铁离子反应的氢氧化钠溶液体积是60mL，物质的量是0.06×5=0.3mol，所以根据方程式Fe3++3OH-=Fe(0H)3↓，所以铁离子是0.1mol。根据铁元素守恒可知，固体D中含Fe元素化合物FeO的物质的量为0.1mol；当沉淀达到最大值时溶液中的溶质是硫酸钠，则根据原子守恒可知硫酸钠的物质的量是0.2×5/2=0.5mol，则硫酸的浓度是0.5/0.2=2.5mol/L；综上所述，本题答案是：2.5mol/L，0.1。