Question

【題目】工業(yè)上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結(jié)晶后的母液(含少量雜質(zhì)Fe3+)生產(chǎn)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工藝流程及相關(guān)物質(zhì)溶解度曲線如圖：

(1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學(xué)方程式為：________。通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7的原因是________。

(2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是_________。

(3)固體A主要為_______(填化學(xué)式)，固體B主要為_________(填化學(xué)式)。

(4)為檢驗(yàn)得到的重鉻酸鉀晶體中含有少量的氯化鈉雜質(zhì)，實(shí)驗(yàn)方法是：________；進(jìn)一步提純產(chǎn)品的方法是_________。

(5)將SO2通入用硫酸酸化的重鉻酸鉀溶液中，可制得硫酸鉻鉀KCr(SO4)2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______；如果溶液的酸堿性控制不當(dāng)，可能會(huì)有Cr(OH)SO4雜質(zhì)生成�，F(xiàn)從得到的硫酸鉻鉀產(chǎn)品中取出3.160g樣品加入足量鹽酸和BaCl2溶液后，得到白色沉淀5.126g。若產(chǎn)品中雜質(zhì)只有Cr(OH)SO4，則該產(chǎn)品中KCr(SO4)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______（用百分?jǐn)?shù)表示，保留1位小數(shù)）�！寄�爾質(zhì)量/g·mol-1：KCr(SO4)2：283；Cr(OH)SO4：165〗

Answer 1

【答案】Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl 低溫下K2Cr2O7溶解度遠(yuǎn)小于其他組分，隨溫度的降低，K2Cr2O7的溶解度明顯減小 除去Fe3+ NaCl K2Cr2O7 取少量重鉻酸鉀樣品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸銀溶液，有白色沉淀生成即說明產(chǎn)品中含有氯化鈉雜質(zhì) 重結(jié)晶 K2Cr2O7+3SO2+H2SO4=2KCr(SO4)2+H2O 89.6%

【解析】

由流程可知，溶解后調(diào)節(jié)pH除去少量雜質(zhì)Fe3+，過濾后蒸發(fā)結(jié)晶得到Na2Cr2O7，然后加入KCl發(fā)生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，結(jié)合溶解度圖可知，低溫下K2Cr2O7的溶解度較小，則冷卻結(jié)晶得到K2Cr2O7，母液II蒸發(fā)濃縮只有析出NaCl(A)，母液Ⅲ冷卻結(jié)晶主要得到K2Cr2O7(B)，根據(jù)AgCl的難溶性來(lái)驗(yàn)證NaCl的存在性；利用K2Cr2O7的溶解度比同溫下Na2Cr2O7的小，用重結(jié)晶方法提純物質(zhì)，以此來(lái)解答。

由流程可知，溶解后調(diào)節(jié)pH除去少量雜質(zhì)Fe3+，過濾后蒸發(fā)結(jié)晶得到Na2Cr2O7，然后加入KCl發(fā)生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，結(jié)合溶解度圖可知，低溫下K2Cr2O7的溶解度較小，則冷卻結(jié)晶得到K2Cr2O7，母液II蒸發(fā)濃縮只有析出NaCl(A)，母液Ⅲ冷卻結(jié)晶主要得到K2Cr2O7(B)。

(1)由Na2Cr2O7生產(chǎn)K2Cr2O7的化學(xué)方程式為Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，由溶解度圖可知，低溫下K2Cr2O7的溶解度遠(yuǎn)小于其它組分，隨溫度的降低，K2Cr2O7的溶解度明顯減小，則可通過冷卻結(jié)晶析出大量K2Cr2O7晶體；

(2)母液中含少量雜質(zhì)Fe3+，向Na2Cr2O7母液中加堿液調(diào)pH的目的是除去雜質(zhì)Fe3+離子；

(3)由上述分析可知，A為NaCl，B為K2Cr2O7；

(4)氯化鈉溶于水后電離出來(lái)的氯離子和硝酸酸化的硝酸銀可以生成白色難溶于酸的沉淀AgCl，故檢驗(yàn)K2Cr2O7晶體中含有少量的氯化鈉的方法是：取少量重鉻酸鉀樣品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸銀溶液，有白色沉淀生成即說明產(chǎn)品中含有氯化鈉雜質(zhì)；K2Cr2O7的溶解度比同溫下Na2Cr2O7的小，所以進(jìn)一步提純K2Cr2O7晶體可以用重結(jié)晶方法；

(5)該反應(yīng)中S元素化合價(jià)由+4價(jià)變?yōu)?/span>+6價(jià)、Cr元素化合價(jià)由+6價(jià)變?yōu)?/span>+3價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等配平方程式K2Cr2O7+3SO2+H2SO4=2KCr(SO4)2+H2O，5.126g白色沉淀為：BaSO4，物質(zhì)的量n(BaSO4)==0.022mol，設(shè)硫酸鉻鉀的物質(zhì)的量為x，Cr(OH)SO4的物質(zhì)的量為y，依據(jù)硫酸根守恒以及質(zhì)量守恒得出：2x+y=0.022mol，x×283+y×165=3.160g，解得x=0.01mol，y=0.002mol，，故KCr(SO4)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=89.6%。