Question

重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO·Cr₂O₃，杂质为SiO₂、Al₂O₃）为原料产它，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下图。涉及的主要反应是6FeO·Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O。

（1）碱浸前将铭铁矿粉碎的作用是                              

（2）步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是                                    。

（3）操作④中，酸化时，CrO2- 4转化为Cr₂O2- 7，写出平衡转化的离子方程式

                                            ；

（4）用简要的文字说明操作⑤加入KCl的原因                             。

（5）称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液，取出25mL与碘量瓶中，加入10mL2mol/ LH₂SO₄和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr³⁺)，放于暗处5min。然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定（I₂+2S₂O2- 3＝2I^- +S₄O2- 6）

①判断达到滴定终点的依据是                                            ；

②若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液40.00mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为（设整个过程中其它杂质不参加反应）                               （保留2位有效数字）。

 

Answer 1

【答案】

(14分)

（1）增大接触面积，增大反应速率（2分）

（2）Al(OH)₃、H₂SiO₃（2分）

（3）2 CrO2- 4+2H⁺ Cr₂O2- 7+H₂O（2分）

（4）温度对氯化钠的溶解度影响小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，利用复分解反应，可得到重铬酸钾（2分）

（5）①当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液，溶液蓝色褪色（2分）②94.08 %（2分）

【解析】

试题分析：

（1）将铭铁矿粉碎的作用是增大接触面积，增大反应速率；

（2）根据工艺流程图中可以看出在反应器中SiO₂、Al₂O₃与NaOH反应分别转化为Na₂SiO₃和NaAlO₂, 步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是Al(OH)₃、H₂SiO₃；

（3）酸化时，CrO2- 4转化为Cr₂O2- 7平衡转化的离子方程式为2CrO2- 4+2H⁺Cr₂O2- 7+H₂O；

（4）结合题中信息温度对氯化钠的溶解度影响小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，利用复分解反应，降温结晶时得到的是重铬酸钾。

（5）检测碘单质存在可用淀粉，直到蓝色褪去；分析可得关系式：Cr₂O2- 7~3I₂~6S₂O2- 3，n(S₂O2- 3)=0.04L×0.12mol/L，而25ml中1/6n(S₂O2- 3)= n(Cr₂O2- 7)=0.0008mol，则250ml中含有的m(K₂Cr₂O₇)=0.0008mol×10×294g/mol=2.352g，可知质量分数为2.352g/2.500g×100%=94.08%。

考点：本题以工艺流程为基础，考查元素及化合物、化学实验基本操作、化学计算等相关知识。