Question

（2013?江門一模）化工原料紅礬鈉（重鉻酸鈉：Na₂Cr₂0₇-2H₂0）主要是以鉻鐵礦（主要成份為FeO-Cr₂O₃，還含有A1₂0₃，Si0₂等雜質）為主要原料生產，其主要工藝流程如圖1：

步驟①中主要反應的化學方程式為：Fe0?Cr₂O₃+8Na₂C0₃+70₂=8Na₂Cr0₄+2Fe₂O₃+8C0₂
（I）①中反應是在回轉窯中進行，反應時需不斷攪拌，其作用是

增大反應物的接觸面積，加快反應速率

．
（2）雜質A1₂0₃，SiO₂在①中轉化的化學反應方程式為

Al₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑；SiO₂+Na₂CO₃

高溫  .

Na₂SiO₃+CO₂↑

（3）用化學平衡移動原理說明③中煮沸的作用是

水解吸熱，煮沸促進AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-水解平衡向右移動，生成氫氧化鋁、硅酸沉淀

（用離子方程式結合文字說明），若調節pH過低產生的影響是

H⁺將水解生成的氫氧化鋁沉淀溶解，雜質Al³⁺難與Na₂CrO₄分離

（4）⑤中酸化是使Cr0₄^2一轉化為Cr₂0₇^2一，寫出該反應的離子方程式：

2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O

（5）工業上還可用電解法制備重鉻酸鈉，其裝置示意圖如圖2：
陰極發生的電極反應式為：

陰極：4H₂O+4e^-═4OH^-+2H₂↑或2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑
或4H⁺+4e═2H₂↑或2H⁺+2e═H₂↑

陽極發生的電極反應式為：

陽極：2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺或4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O

．

Answer 1

分析：（1）固體反應物在攪拌時可充分接觸而反應；
（2）根據Al₂O₃與純堿反應轉變為可溶性鹽，生成NaAlO₂；二氧化硅與硅酸鈉反應生成硅酸鈉和二氧化碳；
（3）水解是吸熱反應，氫氧化鋁沉淀可與氫離子反應；
（4）CrO₄^2-在酸性條件下與H⁺離子反應生成Cr₂O₇^2-；
（5）電解時陰極得電子，陽極失電子；

解答：解：（1）固體反應物在攪拌時可充分接觸而反應，故答案為：增大反應物的接觸面積，加快反應速率；
（2）Al₂O₃與純堿反應轉變為可溶性鹽，生成NaAlO₂，反應的化學方程式為Al₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑，二氧化硅與硅酸鈉反應生成硅酸鈉和二氧化碳，反應的化學方程式為SiO₂+Na₂CO₃

高溫  .

Na₂SiO₃+CO₂↑，故答案為：Al₂O₃+Na₂CO₃

高溫  .

2NaAlO₂+CO₂↑；SiO₂+Na₂CO₃

高溫  .

Na₂SiO₃+CO₂↑；
（3）水解是吸熱反應，加熱促進AlO₂^-、SiO₃^2-水解生成氫氧化鋁、硅酸沉淀，離子方程式：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-；氫氧化鋁沉淀可與氫離子反應生成Al³⁺，雜質Al³⁺難與Na₂CrO₄分離，
故答案為：水解吸熱，煮沸促進AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-水解平衡向右移動，生成氫氧化鋁、硅酸沉淀；H⁺將水解生成的氫氧化鋁沉淀溶解，雜質Al³⁺難與Na₂CrO₄分離；
（4）CrO₄^2-在酸性條件下與H⁺離子反應生成Cr₂O₇^2-，該反應為可逆反應，反應的離子方程式為2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O，故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O；
（5）溶液中有四種離子，重鉻酸酸根，鈉離子，氫離子和氫氧根，在陰極上氫離子放電：2 H⁺+2e═H₂↑；在陽極上氫氧根放電：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，故答案為：陰極：4H₂O+4e^-═4OH^-+2H₂↑  或 2H₂O+2e^-═2OH^-+H₂↑
或4 H⁺+4e═2H₂↑    或2 H⁺+2e═H₂↑；陽極：2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺  或 4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；

點評：本題考查較為綜合，涉及化學反應速率、化學方程式的書寫、水解平衡以及電極反應式的書寫等問題，題目難度中等，本題注意（4）是平衡，2CrO₄^2-+2H⁺Cr₂O₇^2-+H₂O；（5）從離子放電順序的角度分析．