Question

【題目】鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3，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：

①4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑；

②Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑；

根據(jù)題意回答下列問(wèn)題：

（1）操作I在常溫下該反應(yīng)速度極慢，下列措施中能使反應(yīng)速率增大的是______．

A．升高溫度 B．通入過(guò)量的空氣 C．將原料粉碎 D．增加純堿的用量

（2）固體X中主要含有______（填寫(xiě)化學(xué)式）；

（3）酸化步驟用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH＜5，并煮沸其目的是______．（離子方程式表示）

（4）操作 iv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、______、______、洗滌、干燥．

（5）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______．（文字說(shuō)明）

物質(zhì)	溶解度/（g/100g水）
	0°C	40°C	80°C
KCl	28	40.1	51.3
NaCl	35.7	36.4	38
K2Cr2O7	4.7	26.3	73
Na2Cr2O7	163	215	376

（6）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)算樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______（用含m、n的代數(shù)式表示）．

Answer 1

【答案】ABC Fe2O3、MgO Cr2O72﹣+H2O═2CrO42﹣+2H+ 冷卻結(jié)晶 過(guò)濾 K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7�。ɑ蛩姆N物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最�。� NaOH溶液 二氧化碳

【解析】

鉻鐵礦通過(guò)焙燒4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑，Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑，生成Na2CrO4、Fe2O3、MgO和NaAlO2的混合體系，然后加水溶解經(jīng)操作Ⅱ得固體X為：Fe2O3、MgO和溶液Na2CrO4、NaAlO2，再調(diào)節(jié)溶液的PH，使偏鋁酸鹽完全沉淀，操作Ⅲ得到Y為氫氧化鋁，繼續(xù)調(diào)節(jié)溶液的PH使CrO42﹣轉(zhuǎn)化為Cr2O72﹣，最后向所得溶液中加入氯化鉀，Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，生成溶解度極小的K2Cr2O7，結(jié)晶得到晶體。

(1)A．升高溫度，可以加快反應(yīng)速率，故A正確；

B．通入過(guò)量的空氣，增大了氧氣的量，可以加快反應(yīng)速率，故B正確；

C．將原料粉碎，增大了接觸面積，可以加快反應(yīng)速率，故C正確；

D．純堿是固體，不涉及濃度問(wèn)題，所以改變純堿的量，不能改變反應(yīng)速率，故D錯(cuò)誤；

(2)鉻鐵礦的主要成分可表示為FeOCr2O3，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：4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑；Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑；Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+，操作Ⅰ是過(guò)濾得到固體X為Fe2O3、MgO；

(3)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Cr2O72﹣+H2O2CrO42﹣+2H+，加入酸，氫離子濃度增大，平衡左移，作用是使CrO42﹣轉(zhuǎn)化為Cr2O72﹣；

(4)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；

(5)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；說(shuō)明K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7�。ɑ蛩姆N物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小）；

(6)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)濾得到濾液中通入過(guò)量的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，2Al(OH)3~Al2O3，樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=。