Question

（12分）【化學——化學與技術】
重鉻酸鉀是工業(yè)生產(chǎn)和實驗室的重要氧化劑，工業(yè)上常用鉻鐵礦（主要成分為FeO·Cr₂O₃，雜質(zhì)為SiO₂、Al₂O₃）為原料生產(chǎn)，實驗室模擬工業(yè)法用鉻鐵礦制K₂Cr₂O₇的主要工藝如下圖。涉及的主要反應是:   6FeO·Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O

（1）堿浸前將鉻鐵礦粉碎的目的是              。
（2）步驟③調(diào)節(jié)pH后過濾得到的濾渣是            。
（3）操作④中，酸化時，CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-，寫出平衡轉化的離子方程式         。
（4）用簡要的文字說明操作⑤加入KC1的原因      
（5）目前處理酸性Cr₂O₇^2-廢水多采用鐵氧磁體法。該法是向廢水中加入FeSO₄ ·7H₂O將Cr₂O₇^2-還原成Cr³⁺，調(diào)節(jié)pH，F(xiàn)e、Cr轉化成相當于（鐵氧磁體,羅馬數(shù)字表示元素價態(tài)）的沉淀。處理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄ ? 7H₂O，下列結論正確的是_______。

A．x ="0.5" ,a =8

B．x ="0.5" ,a =" 10"

C．x =" 1.5" ,a =8

D．x =" 1.5" ,a = 10

Answer 1

（1）增大接觸面積，增大反應速率。（2分）
（2）Al(OH)₃  H₂SiO₃。（2分）
（3）2CrO₄^2-+2H⁺  Cr₂O₇^2-+H₂O  （3分）
（4）溫度對氯化鈉的溶解度影響小，但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大，利用復分解反應可以得到重鉻酸鉀。 （3分）（5）D（2分）

解析試題分析：根據(jù)題給信息和流程判斷，鉻鐵礦經(jīng)操作①轉化為Na₂CrO₄、Fe₂O₃、KCl、硅酸鈉和偏鋁酸鈉，經(jīng)操作②浸取過濾除去氧化鐵，濾液中含有Na₂CrO₄、KCl、硅酸鈉和偏鋁酸鈉，經(jīng)操作③調(diào)節(jié)pH硅酸鈉、偏鋁酸鈉水解生成氫氧化鋁和硅酸沉淀而除去，濾液含有Na₂CrO₄、KCl，經(jīng)操作④酸化轉化為重鉻酸鈉，后續(xù)處理的重鉻酸鉀。（1）堿浸前將鉻鐵礦粉碎的目的是增大接觸面積，增大反應速率。（2）步驟③調(diào)節(jié)pH后過濾得到的濾渣是Al(OH)₃  H₂SiO₃。（3）操作④中，酸化時，CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-的離子方程式2CrO₄^2-+2H⁺  Cr₂O₇^2-+H₂O。（4）操作⑤加入KC1的原因是溫度對氯化鈉的溶解度影響小，但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大，利用復分解反應可以得到重鉻酸鉀。（5）根據(jù)鉻原子守恒得，1mol Cr₂O₇2-完全反應后生成2/2—xmolFe^Ⅱ[Fe^Ⅲ_x?Cr^Ⅲ_2-x]O₄，根據(jù)鐵原子守恒得amol=2(1+x)/2—xmol，該反應中得失電子數(shù)相等，1mol×2×（6-3）=2x/2—xmol（3-2），，解得x=1.5，將x=1.5帶入amol=2(1+x)/2—xmol得a=10，選D。
考點：以工業(yè)上常用鉻鐵礦（主要成分為FeO·Cr₂O₃，雜質(zhì)為SiO₂、Al₂O₃）為原料生產(chǎn)K₂Cr₂O₇的主要工藝流程為載體考查影響反應速率的外界條件、物質(zhì)的分離提純和制備、電子守恒法計算。