Question

【題目】工業上以鉻鐵礦(主要成分為FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等雜質)為主要原料生產化工原料紅礬鈉(主要成分為:Na2Cr2O7·2H2O)，其主要工藝流程如下：

查閱相關資料得知:i.常溫下，NaBiO3不溶于水，有強氧化性，在堿性條件下能將Cr3+轉化為CrO42-。

回答下列問題:

（1）將鉻鐵礦礦石粉碎的目的是________________________________________。

（2）操作I、III、IV用到的主要玻璃儀器有玻璃棒和___________（填儀器名稱）。

（3）操作II中加入H2O2的目的__________________________________

（4）將溶液H經下列操作：蒸發濃縮，__________，過濾，洗滌，干燥即得紅礬鈉。

（5）取一定質量的固體D溶解于200 mL的稀硫酸中，向所得溶液中加入5.0 mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質的量（n）與加入NaOH溶液的體積（V）關系如圖所示，則稀硫酸的濃度為_________，固體D中含Fe元素化合物的物質的量為___________。

。

Answer 1

【答案】增大反應接觸面積，加快反應速率漏斗，燒杯使Fe2＋轉換為Fe3＋冷卻結晶2.5mol/L0.1

【解析】

（1）將鉻鐵礦石粉碎可以增大反應物的接觸面積，加快反應速率，提高浸出率；綜上所述，本題答案是：增大反應接觸面積，加快反應速率。

（2）操作Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ均是過濾，則用到的主要玻璃儀器有玻璃棒和漏斗、燒杯；綜上所述，本題答案是：漏斗，燒杯。

（3）鉻鐵礦主要成分中有FeO，酸溶后生成亞鐵離子，操作II中加入H2O2，使Fe2＋轉換為Fe3＋，有利于鐵元素變為沉淀而除去；綜上所述，本題答案：使Fe2＋轉換為Fe3＋。

（4）從溶液中得到晶體的一般操作是蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥即得紅礬鈉；綜上所述，本題答案是：冷卻結晶。

（5）根據圖像可知加入氫氧化鈉時沒有立即產生沉淀，這說明酸過量，首先發生酸堿中和。當沉淀不再發生變化時需要氫氧化鈉是180mL。繼續加入氫氧化鈉沉淀開始減小，即氫氧化鋁開始溶解，溶解氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液是40mL，則生成氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液體積是120mL，所以與鐵離子反應的氫氧化鈉溶液體積是60mL，物質的量是0.06×5=0.3mol，所以根據方程式Fe3++3OH-=Fe(0H)3↓，所以鐵離子是0.1mol。根據鐵元素守恒可知，固體D中含Fe元素化合物FeO的物質的量為0.1mol；當沉淀達到最大值時溶液中的溶質是硫酸鈉，則根據原子守恒可知硫酸鈉的物質的量是0.2×5/2=0.5mol，則硫酸的濃度是0.5/0.2=2.5mol/L；綜上所述，本題答案是：2.5mol/L，0.1。