Question

【題目】鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3 ， 還含有SiO2、Al2O3等雜質，以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鈉（Na2Cr2O7）的過程如圖所示：

已知：①NaFeO2在水溶液中強烈水解生成對應的氫氧化物．
②2CrO +2H+Cr2O +H2O
（1）完成煅燒過程中鉻鐵礦發生的主要反應的化學方程式：
FeOCr2O3+7O2+ Na2CrO4+NaFeO2+
上述反應中每熔化1mol FeOCr2O3 ， 轉移的電子數為
（2）浸出液的成分除Na2CrO4、NaOH外，還含有（寫化學式，下同），濾渣1的成分是 ．
（3）調節浸出液pH所加的試劑a是（寫化學式）．
（4）該流程中用了兩步調節pH，若合并成一步調pH，酸性過強，產品Na2Cr2O7晶體中可能含有較多雜質，用離子方程式說明引入該雜質的原因 ．
（5）100kg鉻鐵礦（含FeOCr2O3 89.6%）最多可獲得Na2Cr2O72H2O的質量為kg．

Answer 1

【答案】
（1）4；20NaOH；8；4；10H2O；4.214×1024
（2）Na2SiO3、NaAlO2；Fe（OH）3
（3）H2SO4
（4）AlO2﹣+4H+=Al3++2H2O
（5）119.2
【解析】解：（1.）通過以上分析知，“焙燒”后的固體產物成分除Na2CrO4、NaFeO2外，還有NaAlO2、Na2SiO3 ， 鉻元素化合價+3價，鐵元素化合價為+2價，被氧氣氧化生成鉻酸鈉和NaFeO2 ， 鉻元素化合價變化為+6價，鐵元素化合價變化為+3價，電子轉移總數為34，據此電子守恒和原子守恒配平書寫得到焙燒過程中發生的氧化還原反應為4FeOCr2O3+7O2+20NaOH 8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O，4FeOCr2O3反應電子轉移28，每熔化1mol FeOCr2O3 ， 轉移的電子數為 mol×6.02×1023=4.214×1024 ，
所以答案是：4FeOCr2O3+7O2+10Na2CO3 8Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2；4.214×1024；
（2.）浸出液中溶質是Na2CrO4、NaAlO2、NaOH、Na2SiO3 ， 浸出液的成分除Na2CrO4、NaOH外，還含有NaAlO2、Na2SiO3 ， NaFeO2在水溶液中強烈水解生成對應的氫氧化物，所以濾渣1為Fe（OH）3 ， 所以答案是：NaAlO2、Na2SiO3；Fe（OH）3；
（3.）由分析可知，流程最后分離得到硫酸鈉，加入的試劑a為硫酸，用來調節溶液PH，所以答案是：H2SO4 ；
（4.）該流程中用了兩步調節pH，若合并成一步調pH，酸性過強，產品Na2Cr2O7晶體中可能含有較多雜質，可能含有鋁離子，偏鋁酸鈉和適量硫酸反應生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁會溶解于氫氧化鋁生成鋁離子，AlO2﹣+H++H2O=Al（OH）3 ， Al（OH）3+3H+=Al3++H2O，引入該雜質的原因用離子方程式說明為：AlO2﹣+4H+=Al3++2H2O或AlO2﹣+H++H2O=Al（OH）3 ， Al（OH）3+3H+=Al3++H2O，
所以答案是：AlO2﹣+4H+=Al3++2H2O或AlO2﹣+H++H2O=Al（OH）3 ， Al（OH）3+3H+=Al3++H2O；（5.）100kg鉻鐵礦（含FeOCr2O3 89.6%）含FeOCr2O3物質的量= =400mol，結合鉻元素守恒，獲得Na2Cr2O72H2O的物質的量也為400mol，最多可獲得Na2Cr2O72H2O的質量400mol×298g/mol=119200g=119.2kg，
所以答案是：119.2．