Question

（12分）【化學(xué)——化學(xué)與技術(shù)】

重鉻酸鉀是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yīng)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(shí)，CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-，寫出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式 。

（4）用簡(jiǎn)要的文字說明操作⑤加入KC1的原因

（5）目前處理酸性Cr2O72-廢水多采用鐵氧磁體法。該法是向廢水中加入FeSO4 ·7H2O將Cr2O72-還原成Cr3+，調(diào)節(jié)pH，F(xiàn)e、Cr轉(zhuǎn)化成相當(dāng)于（鐵氧磁體,羅馬數(shù)字表示元素價(jià)態(tài)）的沉淀。處理1mol Cr2O72-，需加入a mol FeSO4 ? 7H2O，下列結(jié)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(yīng)速率。（2分）

（2）Al(OH)3 H2SiO3。（2分）

（3）2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O （3分）

（4）溫度對(duì)氯化鈉的溶解度影響小，但對(duì)重鉻酸鉀的溶解度影響較大，利用復(fù)分解反應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)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(shí)，CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-的離子方程式2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O。（4）操作⑤加入KC1的原因是溫度對(duì)氯化鈉的溶解度影響小，但對(duì)重鉻酸鉀的溶解度影響較大，利用復(fù)分解反應(yīng)可以得到重鉻酸鉀。（5）根據(jù)鉻原子守恒得，1mol Cr2O72-完全反應(yīng)后生成2/2—xmolFeⅡ[FeⅢx?CrⅢ2-x]O4，根據(jù)鐵原子守恒得amol=2(1+x)/2—xmol，該反應(yīng)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(diǎn)：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(yīng)速率的外界條件、物質(zhì)的分離提純和制備、電子守恒法計(jì)算。