Question

【題目】重鉻酸鉀(K2Cr2O7)是一種重要的化工原料，以FeO·Cr2O3為原料制備K2Cr2O7的流程如下：

已知：2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2

回答下列問題：

(1)寫出濾渣的一種用途：___________________。

(2)“調(diào)節(jié)pH”可實(shí)現(xiàn)CrO42-和Cr2O72-在溶液中相互轉(zhuǎn)化。室溫下，若初始濃度為1.0 mol·L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72-)隨c(H+)的變化如圖所示：

①由圖可知，溶液酸性增大，CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。

②根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________。

(3)流程中的“轉(zhuǎn)化”過程中發(fā)生的反應(yīng)屬于_________(填基本反應(yīng)類型)。

(4)在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Cl-，利用Ag+與CrO42-生成磚紅色沉淀，指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中Cl-恰好完全沉淀(濃度等于1.0×10－5 mol·L-1)時(shí)，溶液中c(Ag+)為_______mol·L-1，此時(shí)溶液中c(CrO42-)等于________mol·L－1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×10-12和2.0×10-10)

Answer 1

【答案】用作顏料 增大 6.25×1013 復(fù)分解反應(yīng) 2.0×10-5 5.0×10-3

【解析】

(1)根據(jù)反應(yīng)確定濾渣的成分，然后確定其用途；

(2)①根據(jù)Cr2O72-的含量與H+的濃度關(guān)系分析判斷；

②根據(jù)平衡常數(shù)的定義式計(jì)算；

(3)根據(jù)流程中的“轉(zhuǎn)化”過程中反應(yīng)物、生成物的種類及反應(yīng)特點(diǎn)判斷發(fā)生的反應(yīng)類型；

(4)根據(jù)溶度積常數(shù)分析計(jì)算。

(1)在熔融、氧化時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2，然后水浸，Na2CrO4和NaNO2進(jìn)入溶液，而Fe2O3難溶于水，因此濾渣主要成分是Fe2O3，該物質(zhì)是紅棕色粉末狀固體，可用作顏料，也可以用作煉鐵的原料；

(2)①根據(jù)圖示可知溶液中H+越大，Cr2O72-的濃度越大，說明含量越高，說明溶液酸性增大，CrO42-的平衡轉(zhuǎn)化率增大；

②在溶液中存在可逆反應(yīng)： 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，在開始時(shí)c(CrO42-)=1.0 mol/L，平衡時(shí)c(Cr2O72-)=0.4 mol/L，則消耗CrO42-的濃度為0.8 mol/L，所以平衡時(shí)c(CrO42-)=(1.0 -0.8)mol/L=0.2 mol/L，此時(shí)溶液中c(H+)=4.0×10-7 mol/L，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K==6.25×1013；

(3)在流程中的“轉(zhuǎn)化”過程中Na2Cr2O7與KCl反應(yīng)產(chǎn)生K2Cr2O7與NaCl，兩種化合物交換成分，產(chǎn)生兩種新的化合物，反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)；

(4) AgCl的Ksp為2.0×10-10，當(dāng)Cl-沉淀完全時(shí)，c(Cl-)=1.0×10-5 mol/L，此時(shí)溶液中c(Ag+)=mol/L=2.0×10-5 mol/L；

由于Ag2CrO4的Ksp為2.0×10-12，所以溶液中c(CrO42-)=mol/L=5.0×10-3mol/L。