Question

【題目】（15分）

重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3，還含有硅、鋁等雜質。制備流程如圖所示：

回答下列問題：

（1）步驟①的主要反應為：

FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2

上述反應配平后FeO·Cr2O3與NaNO3的系數比為__________。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是________________。

（2）濾渣1中含量最多的金屬元素是____________，濾渣2的主要成分是_______________及含硅雜質。

（3）步驟④調濾液2的pH使之變____________________（填“大”或“小”），原因是_________（用離子方程式表示）。

（4）有關物質的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到___________________（填標號）得到的K2Cr2O7固體產品最多。

a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃

步驟⑤的反應類型是___________________。

（5）某工廠用m1 kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7，最終得到產品 m2 kg，產率為_____________。

Answer 1

【答案】（1）2:7 陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應

（2）鐵 Al(OH)3

(3)小 增大溶液中H+，促進平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向移動

（4）d 復分解反應

（5）

【解析】（1）FeO·Cr2O3是還原劑，完全氧化為Na2CrO4和Fe2O3，每摩轉移7mol電子，而NaNO3是氧化劑，還原產物為NaNO3，每摩轉移2mol電子，根據電子守恒可知，FeO·Cr2O3和NaNO3的系數比為2:7；陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應，則熔融時不能使用陶瓷容器；

（2）熔塊中氧化鐵不溶于水，過濾后進入濾渣1，則濾渣1中含量最多的金屬元素是鐵；濾液1中含有AlO2-、SiO32-及CrO42-，調節溶液pH并過濾后得濾渣2為Al（OH）3；

（3）濾液2調節pH的目的是提高溶液的酸性，pH變小；因為溶液中存在2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，增大溶液中H+濃度，可促進平衡正向移動，提高溶液中Cr2O72-的濃度；

（4）由圖示可知，在10℃左右時，得到K2Cr2O7的固體最多，故答案為d；2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl的反應類型為復分解反應；

（5）樣品中Cr2O3的質量為m1×40%Kg，則生成K2Cr2O7的理論質量為m1×40%Kg×，則所得產品的產率為m2Kg÷（m1×40%Kg×）×100%=×100%。