Question

【題目】重鉻酸鈉(Na2Cr2O7·2H2O)俗稱紅礬鈉，在工業方面有廣泛用途。我國目前主要是以鉻鐵礦(主要成份為FeO、Cr2O3，還含有Al2O3、MgO、SiO2等雜質)為主要原料進行生產，其主要工藝流程如下：

①中涉及的主要反應有：

主反應：4FeO·Cr2O3＋8Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2

副反應：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑、Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑

部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Mg(OH)2	Cr(OH)3
完全沉淀時溶液pH	4.7	3.7	11.2	5.6

試回答下列問題：

(1)“①”中反應是在回轉窯中進行，反應時需不斷攪拌，其作用是________。

(2)“③”中調節pH至4.7，目的是________。

(3)“⑤”中加硫酸酸化的目的是使轉化為，請寫出該平衡轉化的離子方程式：________。

(4)稱取重鉻酸鈉試樣2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶(錐形瓶)中，加入10mL2mol·L－1H2SO4和足量碘化鈉(鉻的還原產物為Cr3＋)，放于暗處5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定(I2＋2＝2I－＋)。

①判斷達到滴定終點的依據是：________；

②若實驗中共用去Na2S2O3標準溶液40.00mL，所得產品的中Na2Cr2O7的純度(設整個過程中其它雜質不參與反應)________。

Answer 1

【答案】使反應物接觸更充分，加快反應速率 除去溶液中的、 當滴加最后一滴硫代硫酸鈉溶液時，溶液藍色褪去，半分鐘內不恢復 0.8384(或83.84%)

【解析】

鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鈉，鉻鐵礦(主要成份為FeOCr2O3，還含有Al2O3、MgO、SiO2等雜質)，鉻鐵礦經加入純堿、空氣和輔料氧化煅燒，根據題目信息可知煅燒后的固體主要成分有Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、NaAlO2以及MgO，水浸后過濾除去難溶物Fe2O3和MgO；稀釋后調節pH至4.7，除去溶液中的AlO、SiO，過濾后用硫酸酸化，再經加熱濃縮、蒸發結晶得到硫酸鈉晶體，再冷卻結晶得到重鉻酸鈉。

(4)該滴定實驗的原理是：先用酸化的重鉻酸鈉氧化碘離子生成碘單質，之后加入淀粉指示劑，淀粉遇碘變藍，所以此時溶液呈藍色；之后加入Na2S2O3標準溶液將碘單質還原，滴定終點碘單質被完全消耗，溶液藍色褪去；根據消耗的Na2S2O3標準液可以計算得出被氧化生成的碘單質的量，從而確定重鉻酸鈉的量。

(1)固體反應物在攪拌時可充分接觸而加快反應速率；

(2)根據分析可知調節pH至4.7，可使SiO、AlO生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀過濾除去；

(3)CrO42-在酸性條件下與H+離子反應生成Cr2O72-，該反應為可逆反應，反應的離子方程式為；

(4)①碘單質被硫代硫酸鈉還原為碘離子，碘離子不能使淀粉變藍，據此可知滴定終點的現象應為：當滴加最后一滴硫代硫酸鈉溶液時，溶液藍色褪去，半分鐘內不恢復；

②氧化Iˉ時自身被還原成Cr3+，根據電子守恒可知6n(Na2Cr2O7·2H2O)=n(Iˉ)，根據反應方程式I2＋2＝2I－＋可知n(Iˉ)=n()，所以6n(Na2Cr2O7)= n()，則25.00mL試樣溶液中n(Na2Cr2O7·2H2O)==0.0008mol，則試樣中n(Na2Cr2O7)=0.0008mol×=0.008mol，所以試樣中重鉻酸鈉的純度為=83.84%。