Question

【题目】重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：

回答下列问题：

（1）步骤①的主要反应为：FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 = Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2，上述反应配平后NaNO3与FeO·Cr2O3的系数比为__________。该步骤能否_________（填“能”或“不能”）使用陶瓷容器。

（2）滤渣1中含量最多的金属元素是____________，滤渣2的主要成分是_______________及含硅杂质。

（3）步骤④调滤液2的pH使之变_________ (填“大”或“小”)，理由是________（用离子方程式表示）。

（4）有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体。冷却到10℃得到的K2Cr2O7固体产品最多。

步骤⑤的化学方程式为 _________________。

（5）某工厂用76Kg铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7,最终得到产品41.16Kg, 则产率为_________________。

Answer 1

【答案】 7：2 不能 铁 Al(OH)3 小 2CrO42－ + 2H+Cr2O72－ + H2O Na2Cr2O7 + 2KCl = K2Cr2O7↓+ 2NaCl 70%

【解析】（1）铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质，制备重铬酸钾，Cr元素的化合价由+3价升高为+6价，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，N元素的化合价由+5价降低为+3价，由电子、原子守恒可知，步骤①的主要反应为2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，则FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为2：7，该步骤不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳；（2）滤渣1含Fe2O3，滤渣1中含量最多的金属元素是Fe，滤渣2的主要成分是Al(OH)3 及含硅杂质；（3）④中调节pH发生2CrO42－+2H＋Cr2O72－+H2O，则步骤④调滤液2的pH使之变小，增大氢离子浓度，平衡正向移动，利于生成Cr2O72－；（4）向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体，由溶解度可知，冷却到10℃K2Cr2O7固体的溶解度在四种物质中最小、过滤分离产品最多，10℃时最合适；步骤⑤发生复分解反应Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl；（5）用76kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7，最终得到产品41.16kg，产率为=实际产量/理论产量，由Cr原子守恒可知，则产率为 =70%