Question

9．的主要成分可表示為FeO•Cr₂O₃，還含有SiO₂、Al₂O₃等雜質(zhì)，以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）的過(guò)程如圖所示．

已知：①NaFeO₂遇水強(qiáng)烈水解．
②2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O
請(qǐng)回答：
（1）K₂Cr₂O₇中Cr元素的化合價(jià)是+6．
（2）煅燒鉻鐵礦生成Na₂CrO₄和NaFeO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式是4FeO•Cr₂O₃+7O₂+20NaOH$\frac{\underline{\;煅燒\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O
（3）濾渣1為紅褐色的固體，濾渣1的成分是（填名稱(chēng)）氫氧化鐵，濾液1的成分除Na₂CrO₄、NaOH外，還含有（填化學(xué)式）NaAlO₂、Na₂SiO₃．
（4）利用濾渣2，可制得兩種氧化物，其中一種氧化物經(jīng)電解冶煉可獲得金屬，電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑．
（5）寫(xiě)出由濾液2轉(zhuǎn)化為Na₂Cr₂O₇溶液應(yīng)采取的措施是加硫酸酸化．
（6）向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固體，獲得K₂Cr₂O₇晶體的操作依次是：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥．

Answer 1

分析 鉻鐵礦通過(guò)焙燒，生成Na₂CrO₄、NaFeO₂、Na₂SiO₃、NaOH和NaAlO₂的混合體系，然后加水溶解得固體氫氧化鐵和溶液Na₂CrO₄、Na₂SiO₃、NaOH、NaAlO₂，再調(diào)節(jié)溶液的pH，使偏鋁酸鹽完全沉淀，硅酸鹽完全沉淀；繼續(xù)調(diào)節(jié)溶液的pH使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，最后向所得溶液中加入氯化鉀，生成溶解度極小的K₂Cr₂O₇，
（1）根據(jù)化合價(jià)規(guī)則來(lái)計(jì)算元素的化合價(jià)；
（2）根據(jù)Na₂CrO₄和NaFeO₂的性質(zhì)來(lái)回答；
（3）根據(jù)NaFeO₂的性質(zhì)以及氧化鋁和二氧化硅的性質(zhì)來(lái)回答；
（4）工業(yè)上電解氧化鋁來(lái)生產(chǎn)金屬鋁；
（5）鉻酸根在酸性條件下可以轉(zhuǎn)化為重鉻酸根；
（6）根據(jù)物質(zhì)的溶解度隨溫度的變化來(lái)分析．

解答 解：（1）根據(jù)化合價(jià)規(guī)則：化合物中各個(gè)元素的化合價(jià)代數(shù)和是0，K是+1價(jià)，O是-2價(jià)，所以K₂Cr₂O₇中Cr元素的化合價(jià)是+6，
故答案為：+6；
（2）Na₂CrO₄和NaFeO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式是：4FeO•Cr₂O₃+7O₂+20NaOH$\frac{\underline{\;煅燒\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O，
故答案為：4FeO•Cr₂O₃+7O₂+20NaOH$\frac{\underline{\;煅燒\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O；
（3）NaFeO₂和水反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生紅褐色沉淀，即NaFeO₂+2H₂O=NaOH+Fe（OH）₃↓，生成的氫氧化鈉和氧化鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈉，濾液1的成分除Na₂CrO₄外，還含有偏鋁酸鈉和硅酸鈉，
故答案為：氫氧化鐵；NaAlO₂、Na₂SiO₃；
（4）濾渣2可制得兩種氧化物，其中一種氧化物氧化鋁經(jīng)電解冶煉可獲得金屬鋁，該電解反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑，
故答案為：2Al₂O₃（熔融）$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Al+3O₂↑；
（5）根據(jù)題目信息：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，所以濾液2中的鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為Na₂Cr₂O₇溶液應(yīng)采取的措施是加硫酸酸化，
故答案為：加硫酸酸化；
（6）向Na₂Cr₂O₇溶液中加入KCl固體，加熱時(shí)，重鉻酸鈉的溶解度隨溫度的升高而增大，但是氯化鉀的受溫度影響不大，所以獲得K₂Cr₂O₇晶體的操作依次是：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥，
故答案為：冷卻結(jié)晶．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備流程和方案的分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用，題干信息的分析理解，操作步驟的注意問(wèn)題和基本操作方法是解題關(guān)鍵，題目難度較大．