Question

【題目】鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr2O3,還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質，下圖所示是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K2Cr2O7）的工藝流程。

已知1：物質的溶解度（g/100g水）

物質	0℃	40℃	80℃
KCl	28.0	40.1	51.3
NaCl	35.7	36.4	38.0
K2Cr2O7	4.7	26.3	73.0
Na2Cr2O7	163.0	215.0	376.0

已知2：①焙燒時有Na2CrO4、 Fe2O3 、NaAlO2 等生成。

②Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+ ；

③Cr2O72-具有很強的氧化性

回答問題：

（1）“浸出”步驟中，為了提高浸出率，可采取的措施有加熱、研磨或_______________等（要求寫一條）。

（2）固體b中主要含有______________________（填寫化學式）。

（3）要檢測酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，應該使用_______（填寫儀器或用品名稱）。

（4）酸化步驟用醋酸調節溶液的pH﹤5，其目的是____________________；不用鹽酸調節溶液pH的原因是______________________________________。

（5）操作III發生反應的化學方程式是____________________________ ；

（6）寫出焙燒時生成NaAlO2的化學方程式____________________。

Answer 1

【答案】 攪拌 Al(OH)3 pH計或精密pH試紙 使CrO42-轉化為Cr2O72- Cr2O72-會把鹽酸（或氯離子）氧化為氯氣 Na2Cr2O7 + 2KCl= K2Cr2O7 ↓+2NaCl Na2CO3 + Al2O3NaAlO2+ CO2↑

【解析】鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3，還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質，加入氧氣和碳酸鈉，發生反應為：①4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O2 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑；②Na2CO3+Al2O3 2NaAlO2+CO2↑，因此鉻鐵礦通過焙燒，生成Na2CrO4、Fe2O3、MgO和NaAlO2的混合體系，然后加水溶解得固體Fe2O3、MgO和溶液Na2CrO4、NaAlO2，再調節溶液的pH，使偏鋁酸鹽完全沉淀，繼續調節溶液的pH使CrO42-轉化為Cr2O72-，最后向所得溶液中加入氯化鉀，生成溶解度極小的K2Cr2O7。

(1)浸出”步驟中，為了提高浸出率，可采取的措施有加熱，攪拌，研磨等加快反應速率，故答案為：攪拌；

(2)操作Ⅰ是過濾得到固體a為Fe2O3、MgO，操作Ⅱ是調節溶液的PH，使偏鋁酸鹽完全沉淀生成氫氧化鋁，b為Al(OH)3，故答案為：Al(OH)3；

(3)要檢測酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，普通pH試紙只能測定溶液pH到整數，是近似測定，準確測定需要用pH計或精確pH試紙，故答案為：pH計或精密pH試紙；

(4)酸化步驟用醋酸調節溶液pH＜5，依據流程圖中物質的轉化和制備目的可知，結合反應平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+，加入酸，氫離子濃度增大，平衡左移，作用是使CrO42-轉化為Cr2O72-，不用鹽酸調節溶液pH的原因是重鉻酸鉀具有強氧化性能氧化氯離子為氯氣，故答案為：使CrO42-轉化為Cr2O72-；Cr2O72-會把鹽酸(或氯離子)氧化為氯氣；

(5)操作Ⅲ有多步組成，發生反應的化學方程式是Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，故答案為：Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl；

(6)焙燒時生成NaAlO2的化學方程式為Na2CO3+Al2O3 2NaAlO2+CO2↑，故答案為：Na2CO3+Al2O3 2NaAlO2+CO2↑。