Question

【題目】重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，某科研小組采用如下方案由鉻鐵礦(主要成分為FeO·Cr2O3，還含有SiO2、Al2O3 等雜質(zhì))制備重鉻酸鉀。

己知:①鉻鐵礦在熔融、氧化過程中發(fā)生的主要反應(yīng)：

FeO·Cr2O3+Na2CO3+ NaNO3Na2CrO4+ Fe2O3+ CO2↑+NaNO2

Na2CO3+Al2O3NaA1O2+CO2↑

②2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O

③有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。

(1)步驟①中反應(yīng)物NaNO3的作用是_______，熔融時所用的儀器為________(填字母)。

A瓷坩堝 B.鐵坩堝 C.氧化鋁坩堝

(2)步驟②所得的濾渣1中含量最多的金屬元素是___________。

(3)步驟③可用醋酸調(diào)節(jié)濾液1的pH至7~8，可用__________(填儀器或用品名稱)測定溶液的pH，寫出步驟③加醋酸生成Al(OH)3 的離子方程式____________________________________。

(4)請設(shè)計從濾液2(主要溶質(zhì)為Na2CrO4)制取K2Cr2O7固體的實驗方案：__________(實驗中須使用的試劑有: KC1固體、1mol/L硫酸溶液)。

Answer 1

【答案】 作氧化劑 B 鐵 pH計(或pH試紙) CH3COOH+A1O2- +H2O =A1(OH)3 ↓+CH3COO- 向濾液2中加入足量的1mol/L硫酸溶液，充分反應(yīng)后，再加適量KCl 固體，蒸發(fā)濃縮、冷卻(至0℃~20℃均可)，結(jié)晶，過濾，(冷水)洗滌，干燥

【解析】試題分析：由流程及題中信息可知，鉻鐵礦在熔融、氧化后，鉻和鐵的化合價分別升高到+6和+3；熔塊經(jīng)水浸后，鉻酸鈉、亞硝酸鈉、偏鋁酸鈉、硅酸鈉等可溶性鹽被水浸出，過濾后，得到濾渣主要為氧化鐵。將濾液調(diào)pH，偏鋁酸鈉、硅酸鈉等轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾除去沉淀，濾液經(jīng)酸化、分離提純得到重鉻酸鉀。

(1)步驟①中反應(yīng)物NaNO3的作用是作氧化劑，熔融時為防止坩堝被純堿等物質(zhì)腐蝕，所用的儀器為鐵坩堝，選B。

(2)步驟②所得的濾渣1主要為氧化鐵，所以其中含量最多的金屬元素是鐵。

(3)步驟③可用醋酸調(diào)節(jié)濾液1的pH至7~8，可用pH計(或pH試紙)測定溶液的pH。步驟③加醋酸生成Al(OH)3 的離子方程式為CH3COOH+A1O2- +H2O =A1(OH)3 ↓+CH3COO-。

(4)從濾液2(主要溶質(zhì)為Na2CrO4)制取K2Cr2O7固體，由信息②可知，先將濾液酸化，然后根據(jù)信息③中溶解度的數(shù)據(jù)，再向濾液中加入KCl，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，得到產(chǎn)品。經(jīng)優(yōu)化后，具體的實驗方案為：向濾液2中加入足量的1mol/L硫酸溶液，充分反應(yīng)后，再加適量KCl 固體，蒸發(fā)濃縮、冷卻(至0℃~20℃均可)，結(jié)晶，過濾，(冷水)洗滌，干燥。