Question

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(zhì)）為主要原料生產(chǎn)，其主要工藝流程如圖1：

步驟①中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe0?Cr₂O₃+8Na₂C0₃+70₂=8Na₂Cr0₄+2Fe₂O₃+8C0₂
（I）①中反應(yīng)是在回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行，反應(yīng)時(shí)需不斷攪拌，其作用是______．．
（2）雜質(zhì)A1₂0₃，SiO₂在①中轉(zhuǎn)化的化學(xué)反應(yīng)方程式為______
（3）用化學(xué)平衡移動(dòng)原理說明③中煮沸的作用是______（用離子方程式結(jié)合文字說明），若調(diào)節(jié)pH過低產(chǎn)生的影響是______
（4）⑤中酸化是使Cr0₄^2一轉(zhuǎn)化為Cr₂0₇^2一，寫出該反應(yīng)的離子方程式：______
（5）工業(yè)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(fā)生的電極反應(yīng)式為：______
陽(yáng)極發(fā)生的電極反應(yīng)式為：______．

Answer 1

解：（1）固體反應(yīng)物在攪拌時(shí)可充分接觸而反應(yīng)，故答案為：增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率；
（2）Al₂O₃與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}，生成NaAlO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al₂O₃+Na₂CO₃ 2NaAlO₂+CO₂↑，二氧化硅與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂↑，故答案為：Al₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+CO₂↑；SiO₂+Na₂CO₃Na₂SiO₃+CO₂↑；
（3）水解是吸熱反應(yīng)，加熱促進(jìn)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(yīng)生成Al³⁺，雜質(zhì)Al³⁺難與Na₂CrO₄分離，
故答案為：水解吸熱，煮沸促進(jìn)AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-水解平衡向右移動(dòng)，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(zhì)Al³⁺難與Na₂CrO₄分離；
（4）CrO₄^2-在酸性條件下與H⁺離子反應(yīng)生成Cr₂O₇^2-，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)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(yáng)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(yáng)極：2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺ 或 4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O；
分析：（1）固體反應(yīng)物在攪拌時(shí)可充分接觸而反應(yīng)；
（2）根據(jù)Al₂O₃與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}，生成NaAlO₂；二氧化硅與硅酸鈉反應(yīng)生成硅酸鈉和二氧化碳；
（3）水解是吸熱反應(yīng)，氫氧化鋁沉淀可與氫離子反應(yīng)；
（4）CrO₄^2-在酸性條件下與H⁺離子反應(yīng)生成Cr₂O₇^2-；
（5）電解時(shí)陰極得電子，陽(yáng)極失電子；
點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)方程式的書寫、水解平衡以及電極反應(yīng)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．