Question

（14分）鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO·Cr₂O₃，還含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)，以下是以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）的流程圖：

已知：①4FeO?Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂↑；
②Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑；
③Cr₂CO₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺
根據(jù)題意回答下列問(wèn)題：
（1）固體X中主要含有      （填寫(xiě)化學(xué)式）；要檢測(cè)酸化操作中溶液的pH是否等于4．5，應(yīng)該使用   ______________   （填寫(xiě)儀器或試劑名稱(chēng)）。
（2）酸化步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH＜5，其目的是  _______________________ 。
（3）操作Ⅲ有多步組成，獲得K₂Cr₂O₇晶體的操作依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮、         、過(guò)濾、       、干燥。
（4）下表是相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)，操作III發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na₂Cr₂O₇ + 2KCl＝K₂Cr₂O₇ ↓+ 2NaCl，該反應(yīng)在溶液中能發(fā)生的理由是_____________________________。

物質(zhì)		KCl	NaCl	K2Cr2O7	Na2Cr2O7
溶解度（g/100g水）	0℃	28	35．7	4．7	163
	40℃	40．1	36．4	26．3	215
	80℃	51．3	38	73	376

 
（5）副產(chǎn)品Y主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì)，精確分析Y中氫氧化鋁含量的方法是稱(chēng)取n g樣品，加入過(guò)量        ____ （填寫(xiě)試劑）、溶解、過(guò)濾、再       （填寫(xiě)試劑）、……灼燒、冷卻、稱(chēng)量，得干燥固體m g。計(jì)算祥品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為    （用含m、n的代數(shù)式表示）。

Answer 1

(13分)（1）Fe₂O₃、MgO(2分)PH計(jì)或pH試紙(1分)（2）使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-(1分)
（3）冷卻結(jié)晶、洗滌(各1分)
（4）K₂Cr₂O₇的溶解度比Na₂Cr₂O₇�。ɑ蛩姆N物質(zhì)中K₂Cr₂O₇的溶解度最�。�(2分)
（5）NaOH溶液、通入過(guò)量二氧化碳。(各1分，合理答案也給分)； (3分)

試題分析：（1）鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO?Cr₂O₃，還含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等雜質(zhì)，加入氧氣和碳酸鈉，發(fā)生反應(yīng)為：①4FeO?Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂↑、②Na₂CO₃＋Al₂O₃2NaAlO₂＋CO₂↑、③Cr₂CO₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺，操作Ⅰ是過(guò)濾得到固體X為Fe₂O₃、MgO；要檢測(cè)酸化操作中溶液的pH是否等于4．5，普通pH試紙只能測(cè)定溶液pH到整數(shù)，是近似測(cè)定，準(zhǔn)確測(cè)定需要用pH計(jì)或精確pH試紙；
（2）酸化步驟用醋酸調(diào)節(jié)溶液pH＜5，依據(jù)流程圖中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和制備目的可知，結(jié)合反應(yīng)平衡Cr₂O₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺，加入酸，氫離子濃度增大，平衡左移，作用是使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2--；
（3）操作Ⅲ有多步組成，獲得K₂Cr₂O₇晶體的操作依次是：加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到晶體；
（4）依據(jù)圖表物質(zhì)的溶解度分析對(duì)比，操作Ⅲ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：Na₂Cr₂O₇+2KCl＝K₂Cr₂O₇↓+2NaCl，這說(shuō)明K₂Cr₂O₇的溶解度比Na₂Cr₂O₇小（或四種物質(zhì)中K₂Cr₂O₇的溶解度最�。�；
（5）副產(chǎn)品Y主要含氫氧化鋁，還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì)，精確分析Y中氫氧化鋁含量的方法是先利用氫氧化鋁的兩性，用氫氧化鈉溶液溶解氫氧化鋁過(guò)濾得到濾液中通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，灼燒干燥得到氧化鋁干燥固體m g，依據(jù)鋁元素守恒計(jì)算，樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝×100%＝。