Question

重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下，涉及的主要反应是：
6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O

试回答下列问题
（1）指出₂₄Cr在周期表中的位置是______，
（2）NaFeO₂能强烈水解，在操作②生成沉淀而除去，写出该反应的化学方程式：______．
（3）操作③调节pH=7～8的原因是______．（用简要的文字和离子方程式说明）
下表是铬酸（H₂CrO₄）溶液中离子的组成与pH的关系：

pH	C（CrO42-）mol/L	C（HCrO4-）mol/L	C（Cr2O72-）mol/L	C（H2CrO4）mol/L
4	0.0003	0.104	0.448
5	0.0033	0.103	0.447
6	0.0319	0.0999	0.437
7	0.2745	0.086	0.3195
8	0.902	0.0282	0.0347
9	0.996	0.0031	0.0004

（4）操作④酸化的目的是______．
（5）在铬酸（H₂CrO₄）溶液中，电离出CrO₄^2-的电离平衡常数为K₂，电离出Cr₂O₇^2-的电离平衡常数为K₃，则K₂______K₃（填＞、﹦、＜）
（6）上表中铬酸的物质的量浓度为______．（精确到小数点后2位）

Answer 1

【答案】分析：（1）根据K元素确定₂₄Cr在周期表中的位置．
（2）NaFeO₂水解生成Fe（OH）₃与NaOH．
（3）操作②的滤液中含有SiO₃^2-、AlO₂^-等，pH调到7～8时，使SiO₃^2-、AlO₂^-等水解完全除去．
（4）由表中数据可知，铬酸（H₂CrO₄）溶液中pH越小，浓度越大Cr₂O₇^2-，酸化使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-．
（5）由表中数据可知，酸性条件下，铬酸（H₂CrO₄）溶液中Cr₂O₇^2-浓度远大于CrO₄^2-．
（6）根据铬元素守恒可知c（H₂CrO₄）=c（CrO₄^2-）mol/L+c（HCrO₄^-）mol/L+2c（Cr₂O₇^2-）mol/L．选择任何1组计算．
解答：解：（1）K元素原子序数为19，处于第四周期第1列，第四周期容纳18种元素，₂₄Cr的原子序数比K元素大5，所以₂₄Cr处于周期表中第四周期，第6列，故₂₄Cr处于周期表中第四周期第ⅥB族．
故答案为：第四周期第ⅥB．
（2）NaFeO₂水解生成Fe（OH）₃与NaOH，反应方程式为NaFeO₂+2H₂O=Fe（OH）₃↓+NaOH．
（3）由于溶液在硅酸钠和偏铝酸钠发生水解，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-，HSiO₃^-+H₂O?H₂SiO₃+OH^-，AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃+OH^-，降低pH值有利于平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时，使它们水解完全．
故答案为：由于溶液在硅酸钠和偏铝酸钠发生水解，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-，HSiO₃^-+H₂O?H₂SiO₃+OH^-，AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃+OH^-，降低pH值有利于平衡向正反应方向移动，当pH调到7～8时，使它们水解完全．
（4）由表中数据可知，铬酸（H₂CrO₄）溶液中pH越小，浓度越大Cr₂O₇^2-，加酸酸化使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-．
故答案为：酸化使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-．
（5）由表中数据可知，酸性条件下，铬酸（H₂CrO₄）溶液中Cr₂O₇^2-浓度远大于CrO₄^2-．所以电离出CrO₄^2-的电离平衡常数小于电离出Cr₂O₇^2-的电离平衡常数，即K₂＜K₃．
故答案为：＜．
（6）选择第1组计算．根据铬元素守恒可知c（H₂CrO₄）=c（CrO₄^2-）mol/L+c（HCrO₄^-）mol/L+2c（Cr₂O₇^2-）mol/L=0.0003mol/L+0.104mol/L+2×0.448mol/L=1.0003mol/L≈1.00mol/L．
故答案为：1.00mol/L．
点评：考查学生对工艺流程理解、实验操作的理解、阅读题目获取信息能力、盐类水解及有关计算、电离等，难度中等，理解工艺流程是关键，需要学生具有阅读题目获取信息能力和灵活运用基础知识分析问题、解决问题能力．