Question

10．铬铁矿的主要成分为FeO•Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，以铬铁矿为原料制备（K₂Cr₂O₇）的工艺如下（部分操作和条件略）．

已知：①NaFeO₂遇水强烈水解②Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺
请根据题意回答下列问题：
（1）煅烧铬铁矿时FeO•Cr₂O₃生成Na₂CrO₄和NaFeO₂反应的化学方程式是4FeO•Cr₂O₃+20NaOH+7O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O；
（2）滤液1的溶质除Na₂CrO₄外，还含有NaAlO₂、NaOH（填化学式，下同），滤渣1的成分是MgO、Fe（OH）₃．
（3）向滤液2中继续加入醋酸调pH＜5，其目的是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-．
（4）酸性溶液中过氧化氢能使Cr₂O₇^2-变成蓝色的CrO₅，其分子结构为 x/m，该反应可用来检验Cr₂O₇^2-的存在．写出反应的离子方程式Cr₂O₇^2-+4H₂O₂+2H⁺=2CrO₅+5H₂O．
（5）称取重铬酸钾试样5.00g配成250mL溶液，取出25.00mL，加入10mL 2mol•L^-1 H₂SO₄和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr³⁺），加入几滴淀粉溶液做指示剂，用0.30mol•L^-1 Na₂S₂O₃标准溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液30.00mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为88.2%．（保留3位有效数字，K₂Cr₂O₇的摩尔质量为294g/mol）

Answer 1

分析 铬铁矿的主要成分为FeO•Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，加氢氧钠固体和氧气通过焙烧，得到NaCrO₄、NaFeO₂、MgO、NaOH和NaAlO₂的混系，因为NaFeO₂水强烈水解，加水溶解得固体MgO、Fe（OH）₃，所以滤渣1为MgO、Fe（OH）₃，滤液1中含有NaCrO₄、NaOH、NaAlO₂，调节溶液的pH，使偏铝盐完全沉淀，继续调节的pH使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，最后向溶加入氯化钾，成溶解度的K₂Cr₂O₇，据此答题．

解答 解：铬铁矿的主要成分为FeO•Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，加氢氧钠固体和氧气通过焙烧，得到NaCrO₄、NaFeO₂、MgO、NaOH和NaAlO₂的混系，因为NaFeO₂水强烈水解，加水溶解得固体MgO、Fe（OH）₃，所以滤渣1为MgO、Fe（OH）₃，滤液1中含有NaCrO₄、NaOH、NaAlO₂，调节溶液的pH，使偏铝盐完全沉淀，继续调节的pH使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，最后向溶加入氯化钾，成溶解度的K₂Cr₂O₇，
（1）煅烧铬铁矿时FeO•Cr₂O₃生成Na₂CrO₄和NaFeO₂，反应的化学方程式为4FeO•Cr₂O₃+20NaOH+7O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O，
故答案为：4FeO•Cr₂O₃+20NaOH+7O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O；
（2）根据上面的分析可知，滤液1的溶质除Na₂CrO₄外，还含有NaAlO₂、NaOH，滤渣1的成分是MgO、Fe（OH）₃，
故答案为：NaAlO₂、NaOH；MgO、Fe（OH）₃；
（3）向滤液2中继续加入醋酸调pH＜5，加入酸，c（H⁺）增大，Cr₂O₇^2-+H₂O?2CrO₄^2-+2H⁺平衡左移，使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，
故答案为：使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-；
（4）酸性溶液中过氧化氢能使Cr₂O₇^2-变成蓝色的CrO₅，根据元素守恒和电荷守恒可知，该反应的离子方程式为Cr₂O₇^2-+4H₂O₂+2H⁺=2CrO₅+5H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+4H₂O₂+2H⁺=2CrO₅+5H₂O；
（5）重铬酸钾能将碘化钾氧化成碘单质，所以可以用淀粉作指示剂，铬的还原产物为Cr³⁺，所以根据电子得失守恒可得关系式K₂Cr₂O₇～3I₂，生成的碘用Na₂S₂O₃标准溶液滴定，根据反应I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，得关系式K₂Cr₂O₇～3I₂～6S₂O₃^2-，实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液30.00mL，其物质的量为0.30mol•L^-1×30.00mL=0.009mol，根据关系式K₂Cr₂O₇～3I₂～6S₂O₃^2-，可知K₂Cr₂O₇的物质的量为0.0015mol，产品中重铬酸钾的纯度为$\frac{0.0015mol×294g/mol}{5.00g×\frac{25.00mL}{250mL}}$×100%=88.2%，
故答案为：淀粉；88.2%．

点评 本题考查了物质制备程方案的分判断物质性质的，题干信息的析理解操作步的注意问题基本作方是解题关键，注意利用系式进计算题目难度较．