Question

重鉻酸鈉（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）俗稱紅礬鈉，在工業(yè)方面有廣泛用途．我國目前主要是以鉻鐵礦（主要成份為FeO?Cr₂O₃，還含有Al₂O₃、MgO、SiO₂等雜質(zhì)）為主要原料進(jìn)行生產(chǎn)，其主要工藝流程如下：

①中涉及的主要反應(yīng)有：
主反應(yīng)：4FeO?Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂ 

△   .

8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂
副反應(yīng)：SiO₂+Na₂CO₃ 

△   .

Na₂SiO₃+CO₂↑、Al₂O₃+Na₂CO₃

△   .

2NaAlO₂+CO₂↑
試回答下列問題：
（1）步驟②中采用水浸取，步驟③中調(diào)節(jié)pH呈弱酸性，其濾渣2主要成分為

 

（2）“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，請寫出該平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：

 

（3）已知重鉻酸鈉有較強(qiáng)的氧化性，一定條件下可將I^-氧化為I₂，自身還原為Cr³⁺，寫出該反應(yīng)的離子方程式：

 

依此原理實(shí)驗(yàn)室可通過以下方法測定重鉻酸鈉（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）樣品的純度：
稱取重鉻酸鈉樣品2.5g配成250mL溶液，取出25.00mL于錐形瓶中，加入10mL 2mol/LH₂SO₄溶液和足量碘化鉀，放于暗處5min，然后加入100mL水，再加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol/LNa₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．
①判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是

 

②若實(shí)驗(yàn)中共用去Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL，則所得產(chǎn)品中的重鉻酸納的純度為

 

．（設(shè)Na₂Cr₂O₇?2H₂O的摩爾質(zhì)量為298g?mol^-1，整個過程中其它雜質(zhì)不參與反應(yīng)）

Answer 1

考點(diǎn)：常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用,氧化還原反應(yīng),鎂、鋁的重要化合物,鐵的氧化物和氫氧化物,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：氧化還原反應(yīng)專題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）步驟“③”調(diào)節(jié)pH值，生成H₂SiO₃、Al（OH）₃沉淀過濾除去，故“④”中濾渣2的成分是H₂SiO₃、Al（OH）₃沉淀；
（2）酸化的目的是使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，則CrO₄^2-在酸性條件下與H⁺離子反應(yīng)生成Cr₂O₇^2-；
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物寫出離子反應(yīng)方程式；
①溶液中有碘，加入淀粉溶液呈藍(lán)色；
②根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算．

解答：解：（1）步驟①中有氧化鐵生成，氧化鋁、二氧化硅發(fā)生反應(yīng)生成可溶性鹽，氧化鎂不反應(yīng)；
氧化鐵不溶于水，鉻鐵礦經(jīng)煅燒、水浸之后除去生成的氧化鐵及氧化鎂，副反應(yīng)中生成Na₂SiO₃、NaAlO₂等雜質(zhì)，將pH值調(diào)低，可生成H₂SiO₃、Al（OH）₃沉淀過濾除去；
步驟“③”調(diào)節(jié)pH值，生成H₂SiO₃、Al（OH）₃沉淀過濾除去，故“④”中濾渣2的成分是H₂SiO₃、Al（OH）₃沉淀，
故答案為：H₂SiO₃、Al（OH）₃；
（2）酸化的目的是使CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，則CrO₄^2-在酸性條件下與H⁺離子反應(yīng)生成Cr₂O₇^2-，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，
故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
（3）重鉻酸鈉有較強(qiáng)的氧化性，一定條件下可將I^-氧化為I₂，自身還原為Cr³⁺，則該反應(yīng)的離子方程式為：
Cr₂O₇^2-+6 I^-+14 H⁺=3I₂+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案為：Cr₂O₇^2-+6 I^-+14 H⁺=3I₂+2Cr³⁺+7H₂O；  
①溶液中有碘，加入淀粉溶液呈藍(lán)色，碘與亞硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)終點(diǎn)時，藍(lán)色褪去，
故答案為：當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液時，溶液藍(lán)色褪去，半分鐘內(nèi)不變色；
②根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計(jì)算：
   Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
   1mol          6mol
     n           0.1200mol?L^-1×0.04L
n=0.0008mol，則2.5g重鉻酸鈉試樣中含有的重鉻酸鈉的質(zhì)量為10×0.0008mol×298g/moL=2.384g，
所得產(chǎn)品的中重鉻酸鈉的純度=

2.384g

2.5g

×100%=95.36%，
故答案為：95.36%．

點(diǎn)評：作為反應(yīng)流程題，本題思路比較清晰，題項(xiàng)設(shè)置簡單，同時考查學(xué)生分析問題和解決問題能力，難度中等．