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(zhì)，以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K2Cr2O7）的工藝如下（部分操作和條件略）：

Ⅰ．將鉻鐵礦和碳酸鈉混合在空氣中充分焙燒。

Ⅱ．焙燒后的固體加水浸取，分離得到溶液A和固體A。

Ⅲ．向溶液A中加入醋酸調(diào)pH約7～8，分離得到溶液B和固體B。

Ⅳ．再向溶液B中繼續(xù)加醋酸酸化，使溶液pH小于5。

Ⅴ．向上述溶液中加入氯化鉀，得到重鉻酸鉀晶體。

（1）Ⅰ中焙燒發(fā)生的反應(yīng)如下，配平并填寫(xiě)空缺：

① FeOCr2O3 + Na2CO3 + □ = Na2CrO4 + Fe2O3 + CO2↑

② Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2↑

（2）固體A中主要含有 （填寫(xiě)化學(xué)式）。

（3）Ⅴ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，已知下表數(shù)據(jù)

物質(zhì)		KCl	NaCl	K2Cr2O7	Na2Cr2O7
溶解度 （g/100g水）	0℃	28	35．7	4．7	163
	40℃	40．1	36．4	26．3	215
	80℃	51．3	38	73	376

獲得K2Cr2O7晶體的操作由多步組成，依次是：加入KCl固體、 、過(guò)濾、洗滌、干燥得到晶體。洗滌沉淀的操作為 。

（4）Ⅲ中固體B中主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì)，精確分析固體B中氫氧化鋁含量的方法是：稱(chēng)取n g樣品，加入過(guò)量 （填寫(xiě)試劑名稱(chēng)）、溶解、過(guò)濾、再通入過(guò)量的CO2、灼燒、冷卻、稱(chēng)量，得干燥固體m g。計(jì)算樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （用含m、n的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】（1）4 8 7O2 8 2 8（2）Fe2O3、MgO

（3）蒸發(fā)濃縮 、冷卻結(jié)晶；沿玻璃棒向漏斗（過(guò)濾器）中的沉淀上加蒸餾水至剛好浸沒(méi)沉淀，待水全部自然濾出后，再重復(fù)操作2-3次

（4）氫氧化鈉溶液 26m/17n ×100﹪

【解析】

試題分析：（1）分析化學(xué)工藝流程知Ⅰ將鉻鐵礦和碳酸鈉混合在空氣中充分焙燒，鉻鐵礦的主要成分FeO·Cr2O3與碳酸鈉和空氣中的O2反應(yīng)，利用化合價(jià)升降法結(jié)合原子守恒配平，反應(yīng)①的化學(xué)方程式為4FeOCr2O3 +8Na2CO3 +7O2 =8Na2CrO4 +2Fe2O3 +8CO2↑；② Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑

（2）將灼燒后固體溶于水，MgO和Fe2O3不溶于水，過(guò)濾德固體A中主要含有Fe2O3、MgO。

（3）根據(jù)Ⅴ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl和表中數(shù)據(jù)知獲得K2Cr2O7晶體的操作由多步組成，依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮 、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到晶體。洗滌沉淀的操作為沿玻璃棒向漏斗（過(guò)濾器）中的沉淀上加蒸餾水至剛好浸沒(méi)沉淀，待水全部自然濾出后，再重復(fù)操作2-3次。

（4）測(cè)定Ⅲ中固體B中氫氧化鋁含量涉及的反應(yīng)為

Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O

CO2+NaAlO2+2H2OAl（OH）3↓+NaHCO3

2Al（OH）3Al2O3+3H2O

設(shè)氫氧化鋁的質(zhì)量為x

2Al（OH）3Al2O3+3H2O

156 102

x mg

解得x=26m/17g，樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26m/17n ×100﹪。