Question

重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）俗称红矾钠，在工业方面有广泛用途．我国目前主要是以铬铁矿（主要成份为FeO?Cr₂O₃，还含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质）为主要原料进行生产，其主要工艺流程如下：

①中涉及的主要反应有：
主反应：4FeO?Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂ 

△   .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂
副反应：SiO₂+Na₂CO₃ 

△   .

Na₂SiO₃+CO₂↑、Al₂O₃+Na₂CO₃

△   .

2NaAlO₂+CO₂↑
试回答下列问题：
（1）步骤②中采用水浸取，步骤③中调节pH呈弱酸性，其滤渣2主要成分为

 

（2）“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，请写出该平衡转化的离子方程式：

 

（3）已知重铬酸钠有较强的氧化性，一定条件下可将I^-氧化为I₂，自身还原为Cr³⁺，写出该反应的离子方程式：

 

依此原理实验室可通过以下方法测定重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）样品的纯度：
称取重铬酸钠样品2.5g配成250mL溶液，取出25.00mL于锥形瓶中，加入10mL 2mol/LH₂SO₄溶液和足量碘化钾，放于暗处5min，然后加入100mL水，再加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．
①判断达到滴定终点的现象是

 

②若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液40.00mL，则所得产品中的重铬酸纳的纯度为

 

．（设Na₂Cr₂O₇?2H₂O的摩尔质量为298g?mol^-1，整个过程中其它杂质不参与反应）

Answer 1

考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,氧化还原反应,镁、铝的重要化合物,铁的氧化物和氢氧化物,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：氧化还原反应专题,几种重要的金属及其化合物

分析：（1）步骤“③”调节pH值，生成H₂SiO₃、Al（OH）₃沉淀过滤除去，故“④”中滤渣2的成分是H₂SiO₃、Al（OH）₃沉淀；
（2）酸化的目的是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，则CrO₄^2-在酸性条件下与H⁺离子反应生成Cr₂O₇^2-；
（3）根据反应物和生成物写出离子反应方程式；
①溶液中有碘，加入淀粉溶液呈蓝色；
②根据反应的关系式计算．

解答：解：（1）步骤①中有氧化铁生成，氧化铝、二氧化硅发生反应生成可溶性盐，氧化镁不反应；
氧化铁不溶于水，铬铁矿经煅烧、水浸之后除去生成的氧化铁及氧化镁，副反应中生成Na₂SiO₃、NaAlO₂等杂质，将pH值调低，可生成H₂SiO₃、Al（OH）₃沉淀过滤除去；
步骤“③”调节pH值，生成H₂SiO₃、Al（OH）₃沉淀过滤除去，故“④”中滤渣2的成分是H₂SiO₃、Al（OH）₃沉淀，
故答案为：H₂SiO₃、Al（OH）₃；
（2）酸化的目的是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，则CrO₄^2-在酸性条件下与H⁺离子反应生成Cr₂O₇^2-，该反应为可逆反应，反应的离子方程式为2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，
故答案为：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
（3）重铬酸钠有较强的氧化性，一定条件下可将I^-氧化为I₂，自身还原为Cr³⁺，则该反应的离子方程式为：
Cr₂O₇^2-+6 I^-+14 H⁺=3I₂+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6 I^-+14 H⁺=3I₂+2Cr³⁺+7H₂O；  
①溶液中有碘，加入淀粉溶液呈蓝色，碘与亚硫酸钠发生氧化还原反应，当反应终点时，蓝色褪去，
故答案为：当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时，溶液蓝色褪去，半分钟内不变色；
②根据反应的关系式计算：
   Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
   1mol          6mol
     n           0.1200mol?L^-1×0.04L
n=0.0008mol，则2.5g重铬酸钠试样中含有的重铬酸钠的质量为10×0.0008mol×298g/moL=2.384g，
所得产品的中重铬酸钠的纯度=

2.384g

2.5g

×100%=95.36%，
故答案为：95.36%．

点评：作为反应流程题，本题思路比较清晰，题项设置简单，同时考查学生分析问题和解决问题能力，难度中等．