Question

【題目】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NaNO3與FeO·Cr2O3與的系數比為___。該步驟不能使用陶瓷容器，原因是___。

（2）濾渣1中主要成分是___，濾渣2中含量最多的金屬元素名稱是___。

（3）步驟④調濾液2的pH變小的目的是___(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，___、___，過濾得到K2Cr2O7固體。該反應的反應類型是___。

（5）寫出步驟7中涉及的離子方程式___。

Answer 1

【答案】7：2 陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應 Fe2O3 鋁 增大溶液中H+，促進平衡2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O正向移動 蒸發濃縮 冷卻結晶 復分解反應 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O

【解析】

鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3，還含有硅、鋁等雜質，制備重鉻酸鉀，由制備流程可知，步驟①的主要反應為FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3=Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2，Cr元素的化合價由+3價升高為+6價，Fe元素的化合價由+2價升高為+3價，N元素的化合價由+5價降低為+3價，由電子、原子守恒可知，反應為2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，該步驟中若使用陶瓷，二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳，則使用鐵坩堝，熔塊水浸過濾分離出濾渣1含Fe2O3，經還原可制備碳酸亞鐵，濾液1中含NaAlO2、Na2CrO4、硅酸鈉，調節pH=7，SiO32-離子轉化為H2SiO3，AlO2-轉化為Al(OH)3，過濾分離出Al(OH)3、H2SiO3，濾液2中含Na2CrO4，④中調節pH發生2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，濾液3含Na2Cr2O7，由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7，可知⑤中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體后得到K2Cr2O7，溶解度小的析出，以此解答該題。

(1)由上述分析可知步驟①的主要反應為2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，則NaNO3與FeOCr2O3與的系數比為7:2；該步驟不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳；

(2)由以上分析可知濾渣1含Fe2O3，濾渣2含有Al(OH)3、H2SiO3，濾渣中含量最多的金屬元素是鋁元素；

(3)④中調節pH發生2CrO42+2H+Cr2O72+H2O，則步驟④調濾液2的pH使之變小，增大氫離子濃度，平衡正向移動，利于生成Cr2O72；

(4)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，步驟⑤發生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，反應類型是復分解反應；

(5)步驟7中涉及的離子方程式為Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。