Question

【題目】鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3 ， 還含有SiO2、Al2O3等雜質(zhì)，以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鈉（Na2Cr2O7）的過程如圖所示：

已知：①NaFeO2在水溶液中強(qiáng)烈水解生成對應(yīng)的氫氧化物．
②2CrO +2H+Cr2O +H2O
（1）完成煅燒過程中鉻鐵礦發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：
FeOCr2O3+7O2+ Na2CrO4+NaFeO2+
上述反應(yīng)中每熔化1mol FeOCr2O3 ， 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為
（2）浸出液的成分除Na2CrO4、NaOH外，還含有（寫化學(xué)式，下同），濾渣1的成分是 ．
（3）調(diào)節(jié)浸出液pH所加的試劑a是（寫化學(xué)式）．
（4）該流程中用了兩步調(diào)節(jié)pH，若合并成一步調(diào)pH，酸性過強(qiáng)，產(chǎn)品Na2Cr2O7晶體中可能含有較多雜質(zhì)，用離子方程式說明引入該雜質(zhì)的原因 ．
（5）100kg鉻鐵礦（含F(xiàn)eOCr2O3 89.6%）最多可獲得Na2Cr2O72H2O的質(zhì)量為kg．

Answer 1

【答案】
（1）4；20NaOH；8；4；10H2O；4.214×1024
（2）Na2SiO3、NaAlO2；Fe（OH）3
（3）H2SO4
（4）AlO2﹣+4H+=Al3++2H2O
（5）119.2
【解析】解：（1.）通過以上分析知，“焙燒”后的固體產(chǎn)物成分除Na2CrO4、NaFeO2外，還有NaAlO2、Na2SiO3 ， 鉻元素化合價(jià)+3價(jià)，鐵元素化合價(jià)為+2價(jià)，被氧氣氧化生成鉻酸鈉和NaFeO2 ， 鉻元素化合價(jià)變化為+6價(jià)，鐵元素化合價(jià)變化為+3價(jià)，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為34，據(jù)此電子守恒和原子守恒配平書寫得到焙燒過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為4FeOCr2O3+7O2+20NaOH 8Na2CrO4+4NaFeO2+10H2O，4FeOCr2O3反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移28，每熔化1mol FeOCr2O3 ， 轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 mol×6.02×1023=4.214×1024 ，
所以答案是：4FeOCr2O3+7O2+10Na2CO3 8Na2CrO4+4NaFeO2+10CO2；4.214×1024；
（2.）浸出液中溶質(zhì)是Na2CrO4、NaAlO2、NaOH、Na2SiO3 ， 浸出液的成分除Na2CrO4、NaOH外，還含有NaAlO2、Na2SiO3 ， NaFeO2在水溶液中強(qiáng)烈水解生成對應(yīng)的氫氧化物，所以濾渣1為Fe（OH）3 ， 所以答案是：NaAlO2、Na2SiO3；Fe（OH）3；
（3.）由分析可知，流程最后分離得到硫酸鈉，加入的試劑a為硫酸，用來調(diào)節(jié)溶液PH，所以答案是：H2SO4 ；
（4.）該流程中用了兩步調(diào)節(jié)pH，若合并成一步調(diào)pH，酸性過強(qiáng)，產(chǎn)品Na2Cr2O7晶體中可能含有較多雜質(zhì)，可能含有鋁離子，偏鋁酸鈉和適量硫酸反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁會(huì)溶解于氫氧化鋁生成鋁離子，AlO2﹣+H++H2O=Al（OH）3 ， Al（OH）3+3H+=Al3++H2O，引入該雜質(zhì)的原因用離子方程式說明為：AlO2﹣+4H+=Al3++2H2O或AlO2﹣+H++H2O=Al（OH）3 ， Al（OH）3+3H+=Al3++H2O，
所以答案是：AlO2﹣+4H+=Al3++2H2O或AlO2﹣+H++H2O=Al（OH）3 ， Al（OH）3+3H+=Al3++H2O；（5.）100kg鉻鐵礦（含F(xiàn)eOCr2O3 89.6%）含F(xiàn)eOCr2O3物質(zhì)的量= =400mol，結(jié)合鉻元素守恒，獲得Na2Cr2O72H2O的物質(zhì)的量也為400mol，最多可獲得Na2Cr2O72H2O的質(zhì)量400mol×298g/mol=119200g=119.2kg，
所以答案是：119.2．