Question

工业上用铬铁矿（主要成分FeO?Cr₂O₃，杂质为SiO₂、Al₂O₃等）生产重铬酸钾（化学式K₂Cr₂O₇，）的流程如下：

（1）固体A中，除Na₂CrO₄、NaFeO₂、NaOH外还有______等；
（2）固体A水浸时，NaFeO₂会发生强烈水解产生固体B，其化学反应方程式为______；
（3）固体C中含有2种物质，要先加入下列物质中的______，然后才能进行过滤分离．
A．氢氧化钠溶液    B．稀氨水    C．稀盐酸
（4）步骤④加入盐酸得到的溶液F中，除Na₂Cr₂O₇外，还含有的溶质是______；
（5）在上述流程中，有氧化还原反应发生的是第______步．
（6）已知20℃时K₂Cr₂O₇饱和溶液浓度为0.4mol?L^-1，步骤⑤中加入固体氯化钾，若使K⁺离子浓度达到4mol?L^-1（保持温度20℃），则溶液F中Cr₂O₇^2-离子的浓度最大为______．

Answer 1

解：（1）由题目信息可知，铬铁矿的主要成分FeO?Cr₂O₃，含有SiO₂、Al₂O₃等杂质，SiO₂与NaOH发生反应生成Na₂SiO₃，Al₂O₃与NaOH发生反应，生成NaAlO₂，故还含有Na₂SiO₃、NaAlO₂，
故答案为：Na₂SiO₃、NaAlO₂；
（2）NaFeO₂水解生成氢氧化钠与氢氧化铁，反应方程式为NaFeO₂+2H₂O═NaOH+Fe（OH）₃，故答案为：NaFeO₂+2H₂O═NaOH+Fe（OH）₃；
（3）由工艺流程可知，固体C中含有氢氧化铝与硅酸，氢氧化铝溶液强酸强碱，硅酸溶于强碱、不能与酸（HF除外）反应，故应加入盐酸，将氢氧化铝转化为偏铝酸钠，再过滤分离，
故选：C；
（4）由工艺流程可知，Na₂CrO₄在酸性条件下转化为Na₂Cr₂O₇，根据元素守恒还有氯化钠生成，故答案为：NaCl；
（5）由工艺流程可知，第①步反应中，铁元素、铬元素、氧元素化合价反应变化，属于氧化还原反应，其它各步反应中元素的化合价未变化，不属于氧化还原反应，
故答案为：①；
（6）20℃时K₂Cr₂O₇饱和溶液浓度为0.4mol?L^-1，该温度下c²（K⁺）?c（Cr₂O₇^2-）=0.8²?0.4=0.256，所以使K⁺离子浓度达到4mol?L^-1（保持温度20℃），溶液F中Cr₂O₇^2-离子的浓度最大为mol/L=0.016mol/L，故答案为：0.016mol/L．
分析：（1）由题目信息可知，铬铁矿的主要成分FeO?Cr₂O₃，含有SiO₂、Al₂O₃等杂质，SiO₂、Al₂O₃与NaOH发生反应；
（2）NaFeO₂会发生强烈水解，生成固体B，可推知NaFeO₂水解生成氢氧化钠与氢氧化铁；
（3）由工艺流程可知，固体C中含有氢氧化铝与硅酸，氢氧化铝溶液强酸强碱，硅酸溶于强碱、不能与酸（HF除外）反应，据此判断；
（4）由工艺流程可知，Na₂CrO₄在酸性条件下转化为Na₂Cr₂O₇，根据元素守恒还有氯化钠生成；
（5）元素化合价在反应前后发生变化的反应属于氧化还原反应；
（6）一定温度下，溶液中c²（K⁺）?c（Cr₂O₇^2-）为定值，根据20℃时K₂Cr₂O₇饱和溶液浓度为0.4mol?L^-1，计算c²（K⁺）?c（Cr₂O₇^2-）的值，据此计算．
点评：本题考查学生对工艺流程的理解、阅读题目获取信息能力、物质推断、化学用语、化学计算、氧化还原反应等，综合性较大，难度中等，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力．