Question

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下图：

涉及的主要反应为：6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O
在反应器中，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．氧化铝与碳酸钠发生的反应为Al₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+CO₂↑，生成的偏铝酸钠（NaAlO₂）可与水反应NaAlO₂+2H₂O?NaAl（OH）₄?Al（OH）₃+NaOH．
（1）写出二氧化硅与碳酸钠反应的化学方程式______．
（2）NaFeO₂能强烈水解，在操作②中生成沉淀而除去，试写出该反应的化学方程式：______．
（3）操作③调节后溶液的pH比原来降低，调节的目的是（用简要的文字和必要的离子方程式说明）______．
（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（相关反应为：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2- ）．则：
①取V₁ mL待测液应选用的仪器为______（写仪器名称）．
②判断达到滴定终点的依据是______．
③设整个过程中其它杂质不参与反应．若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液V₂mL，则计算所得产品中重铬酸钾纯度的代数式为______（不必化简）．

Answer 1

解：（1）二氧化硅与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳，该反应为SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂，
故答案为：SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂；
（2）NaFeO₂能强烈水解，生成氢氧化铁沉淀，该水解反应为NaFeO₂+2H₂O=Fe（OH）₃↓+NaOH，故答案为：NaFeO₂+2H₂O=Fe（OH）₃↓+NaOH；
（3）③调节后溶液的pH比原来降低，是由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解，SiO₃^2-+H₂OHSiO₃^-+OH^-、HSiO₃^-+H₂OH₂SiO₃+OH^-、AlO₂^-+2H₂OAl（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：由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解，SiO₃^2-+H₂OHSiO₃^-+OH^-、HSiO₃^-+H₂OH₂SiO₃+OH^-、AlO₂^-+2H₂OAl（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；
（4）①重铬酸钾具有强氧化性，应选酸式滴定管（或移液管）量取，故答案为：酸式滴定管（或移液管）；
②达到滴定终点时，当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不复现，
故答案为：当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪去且半分钟内不复现；
③由Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2- 可知，
存在Cr₂O₇^2-～6S₂O₃^2-，
1 6
所得产品中重铬酸钾纯度的代数式为×100%，故答案为：×100%．
分析：（1）二氧化硅与碳酸钠反应生成硅酸钠和二氧化碳；
（2）NaFeO₂能强烈水解，生成氢氧化铁沉淀；
（3）③调节后溶液的pH比原来降低，是因降低pH，促进水解平衡正向移动；
（4）①重铬酸钾具有强氧化性，应选酸式滴定管量取；
②达到滴定终点时颜色突变且30s不变色；
③由Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2- 可知，存在Cr₂O₇^2-～6S₂O₃^2-，以此计算．
点评：本题考查混合物的分离、提纯，明确流程中操作的目的是解答的关键，注意利用关系式计算，（4）为解答的难点，题目难度中等．