Question

（2010?肇庆二模）重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成份为FeO?Cr₂O₃）为原料生产．实验室模拟工业生产如图：

请回答下列问题：
（1）①中发生的主要反应为：FeO?Cr₂O₃+NaOH+KClO₃

加热

Na₂CrO₄+Fe₂O₃+KCl+H₂O
则氧化剂是

KClO₃

（写化学式）；Na₂CrO₄的系数是

12

．
（2）在反应器①中，有Na₂CrO₄生成，同时Fe₂O₃转变为NaFeO₂，杂质SiO₂、Al₂O₃与纯碱反应转变为可溶性盐，其中氧化铝与碳酸钠加热反应的化学方程式为

Al₂O₃+Na₂CO3

△   .

2NaAlO₂+CO₂↑

；NaFeO₂能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，该反应的离子方程式为

FeO₂^-+2H₂O=Fe（OH）₃↓+OH^-

．
（3）操作③调pH目的是将SiO₃^2-和AlO₂^-转化为沉淀而除去，这两种沉淀的化学式为

H₂SiO₃、Al（OH）₃

．
（4）称取重铬酸钾（K₂Cr₂O₇式量为294）试样m g配成VmL溶液，取出V₁ mL于锥形瓶中，加入适量的稀H₂SO₄和足量碘化钾，放于暗处5min，然后加入100mL水，同时加入3mL淀粉溶液作指示剂，用c mol?L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定（设杂质不反应），共用去Na₂S₂O₃标准溶液V₂mL，则所得产品中重铬酸钾纯度的代数式为

294×c×V×V2

6×1000×V1×m

×100%

（不必化简，相关反应为：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2- ）

Answer 1

分析：（1）根据反应的元素化合价变化判断氧化剂，根据反应6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃

△   .

12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O判断系数；
（2）根据Al₂O₃与纯碱反应转变为可溶性盐，生成NaAlO₂，NaFeO₂能强烈水解，为强碱弱酸液，水解呈碱性来书写化学方程式和离子方程式；
（3）根据水解平衡移动判断产物；
（4）反应的关系式为Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-，根据关系式计算．

解答：解：（1）根据反应的元素化合价变化可知，反应中Cl元素的化合价由+5价降到-1价，反应中得电子，所以KClO₃为反应中的氧化剂，根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂得失电子数目相等可写出反应的化学方程式为6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃

△   .

12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O，则Na₂CrO₄的系数是12，故答案为：KClO₃；12；
（2）Al₂O₃与纯碱反应转变为可溶性盐，生成NaAlO₂，反应的化学方程式为Al₂O₃+Na₂CO₃

△   .

2NaAlO₂+CO₂↑，NaFeO₂能强烈水解，为强碱弱酸液，水解呈碱性，生成氢氧化铁沉淀，反应的离子方程式为FeO₂^-+2H₂O=Fe（OH）₃↓+OH^-，
故答案为：Al₂O₃+Na₂CO₃

△   .

2NaAlO₂+CO₂↑；FeO₂^-+2H₂O=Fe（OH）₃↓+OH^-；
（3）由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解，SiO₃^2-+H₂O  HSiO₃^-+OH^-、HSiO₃^-+H₂O H₂SiO₃+OH^-、AlO₂^-+2H₂O  Al（OH）₃+OH^-，降低pH有利于水解平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时能使它们完全水解生成沉淀，
故答案为：H₂SiO₃、Al（OH）₃；
（4）由反应Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-可得反应的关系式为Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-，根据关系式计算．
     Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
     1mol   3mol  6mol
      n           cV₂×10^-3mol
n=

cV2×10-3mol

6

，则Vml含重铬酸钾的物质的量为

V

V1

×

cV2×10-3mol

6

，则所得产品中重铬酸钾纯度为

294×c×V×V2

6×1000×V1×m

×100%，
故答案为：

294×c×V×V2

6×1000×V1×m

×100%．

点评：本题考查较为综合，涉及氧化还原反应、溶解平衡以及滴定操作等问题，题目难度中等，本题注意从质量守恒的角度利用关系式法计算．