Question

紅礬鈉（重鉻酸鈉：Na₂Cr₂O₇?2H₂O）是重要的基本化工原料，在印染工業(yè)、電鍍工業(yè)和皮革工業(yè)中作助劑，在化學(xué)工業(yè)和制藥工業(yè)中也用作氧化劑，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛．
（1）實驗室中紅礬鈉可用鉻鐵礦（主要成分：FeO?Cr₂O₃）利用以下過程來制取．
①步驟I中反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeO．Cr₂0₃（s）+8Na₂CO₃（s）+7O₂═8Na₂CrO₄（s）+2Fe₂O₃（s）+8CO₂該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達式為

 

，在常溫下該反應(yīng)速度極慢，下列措施中能使反應(yīng)速率增大的是

 

．
A．升高溫度       B．通入過量的空氣    C．將原料粉碎   D．增加純堿的用量
②步驟Ⅱ中所得溶液顯堿性，其中除含有Na₂CrO₄外還含有鋁、硅元素的化合物，它們的化學(xué)式可能是

 

、

 

．
③步驟Ⅲ需將溶液的pH調(diào)至7～8并煮沸，其目的是

 

．
④步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（2）將紅礬鈉與KCl固體1：2（物質(zhì)的量比）混合溶于水后經(jīng)適當(dāng)操作可得到K₂Cr₂O₇晶體．請?zhí)顚懕碇锌崭瘢�完成上述過程．

序號	實驗步驟	簡述實驗操作（不必敘述如何組裝實驗裝置）
①	溶解	將混合物放入燒杯中，加水，充分攪拌直到固體不再溶解．
②
③
④
⑤	過濾、干燥	得到K2Cr2O7晶體

Answer 1

考點：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,化學(xué)式的書寫及意義,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：物質(zhì)的制備

分析：（1）①根據(jù)平衡常數(shù)表達式的含義和書寫方法來回答；了解能使反應(yīng)速率增大的措施；
②根據(jù)鉻鐵礦中含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等雜質(zhì)所發(fā)生的反應(yīng)來回答；
③將溶液的pH調(diào)至7～8并煮沸，可以將一部分雜質(zhì)離子除去；
④CrO₄^2-在酸性環(huán)境下可以轉(zhuǎn)化為重鉻酸根．
（2）根據(jù)物質(zhì)的溶解度隨溫度的變化來分析；

解答：解：
（1）①根據(jù)平衡常數(shù)表達式=

各個生成物平衡濃度的系數(shù)次方的乘積

各個反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次方的乘積

，所以K=

c(CO2)8

c(O2)7

，故答案為：K=

c(CO2)8

c(O2)7

；
②鉻鐵礦的主要成份為FeO?Cr₂O₃，還含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等雜質(zhì)，當(dāng)加入純堿氧化的過程中，發(fā)生副反應(yīng)：SiO₂+Na₂CO₃ 

△   .

Na₂SiO₃+CO₂↑、Al₂O₃+Na₂CO₃ 

△   .

2NaAlO₂+CO₂↑，故答案為：Na[A1（OH）₄]（或NaA1O₂）、Na₂SiO₃；
③將溶液的pH調(diào)至7～8并煮沸，可以將[A1（OH）₄]^-（或A1O₂^-）、SiO₃^2-等離子轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，故答案為：除去[A1（OH）₄]^-（或A1O₂^-）、SiO₃^2-等雜質(zhì)；
④CrO₄^2-在酸性環(huán)境下可以轉(zhuǎn)化為重鉻酸根，即2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O，故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O．
（2）根據(jù)“Na₂Cr₂O₇+2KCl=K₂Cr₂O₇↓+2NaCl”．則向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固體，加熱時，重鉻酸鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，但是氯化鉀的受溫度影響不大，所以獲得K₂Cr₂O₇晶體的操作依次是：溶解；蒸發(fā)；過濾；冷卻，結(jié)晶；過濾、干燥．
故答案為：
（1）①K=

c(CO2)8

c(O2)7

； A、B、C；②NaA1O₂[或NaA1（OH）₄]、Na₂CO₃
③除去A1O₂^-、SiO₃^2-等雜質(zhì)；④2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O
（2）

②	蒸發(fā)	將所得溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)溶液，使NaC1結(jié)晶析出
③	過濾	趁熱過濾，將NaC1晶體與溶液分離
④	冷卻，結(jié)晶	冷卻濾液使K2Cr2O7結(jié)晶析出

點評：本題是一道化學(xué)平衡常數(shù)和影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的一道綜合題，注意利用習(xí)題中的信息來解答，題目難度較大．