Question

(14分)以鉻鐵礦(主要成分為FeO和Cr2O3 ，含有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)化工原料紅礬鈉(紅礬鈉的主要成分為重鉻酸鈉:Na2Cr2O7·2H2O),其主要工藝流程如下：

查閱資料得知:

i. 常溫下，NaBiO3不溶于水，有強氧化性，在堿性條件下，能將Cr3+轉化為CrO42－。

ii.

物質(zhì)	開始沉淀的pH值	完全沉淀的pH值
Fe(OH)3	2.7	3.7
Al(OH)3	3.4	4.4
Cr (OH)3	4.6	5.9
Fe(OH)2	7.5	9.7
Bi(OH)3	0.7	4.5

回答下列問題:

（1）反應之前先將礦石粉碎的目的是 。

（2）操作I、III、IV用到的主要玻璃儀器有玻璃棒和__________（填儀器名稱）。

（3）寫出④反應的離子反應方程式 。

（4）⑤中酸化是使CrO42－轉化為Cr2O72－，寫出該反應的離子方程式 。

（5）將溶液H經(jīng)過下列操作，蒸發(fā)濃縮，__________，過濾，洗滌，干燥即得紅礬鈉。

（6）取一定質(zhì)量的固體D溶解于200mL的硫酸中，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物質(zhì)的量n與加入NaOH溶液的體積V關系如圖所示，則硫酸的濃度為 ，固體D中含F(xiàn)e化合物的物質(zhì)的量為 。

Answer 1

（14分）（每空2分）（1）增大反應物的接觸面積,加快反應速率 （2）漏斗 燒杯

（3）3NaBiO3 + 2Cr3+ + 7OH－+ H2O＝2CrO42－ + 3Na+ + 3Bi(OH)3↓

（4）2CrO42－+2H+ Cr2O72－+H2O （5）冷卻結晶 （6）2.5 mol·L－1； 0.1mol

【解析】

試題分析：（1）礦石粉碎可以增大反應物的接觸面積，加快反應速率。

（2）操作I、III、IV均是過濾，則用到的主要玻璃儀器有玻璃棒和漏斗、燒杯。

（3）常溫下，NaBiO3不溶于水，有強氧化性，在堿性條件下，能將Cr3+轉化為CrO42－，則④反應的離子反應方程式為3NaBiO3 + 2Cr3+ + 7OH－+ H2O＝2CrO42－ + 3Na+ + 3Bi(OH)3↓。

（4）⑤中酸化是使CrO42－轉化為Cr2O72－，在轉化過程中元素化合價不變，則該反應的離子方程式為2CrO42－+2H+ Cr2O72－+H2O。

（5）從溶液中得到晶體的一般操作是蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥即得紅礬鈉。

（6）根據(jù)圖像可知加入氫氧化鈉時沒有立即產(chǎn)生沉淀，這說明酸過量，首先發(fā)生酸堿中和。當沉淀不再發(fā)生變化時需要氫氧化鈉是180ml。繼續(xù)加入氫氧化鈉沉淀開始減小，即氫氧化鋁開始溶解，溶解氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液是40mol，則生成氫氧化鋁消耗的氫氧化鈉溶液體積是120ml，所以與鐵離子反應的氫氧化鈉溶液體積是60ml，物質(zhì)的量是0.06mol/L×5mol/L＝0.3mol，所以根據(jù)方程式Fe3＋＋3OH—＝Fe(OH)3↓，所以鐵離子是0.1mol。沉淀達到最大值時溶液中的溶質(zhì)是硫酸鈉，則根據(jù)原子守恒可知硫酸鈉的物質(zhì)的量是0.2L×5mol/L/2＝0.5mol，則硫酸的濃度是0.5mol÷0.2/L＝2.5mol/L。

考點：考查物質(zhì)制備工藝流程圖的分析與應用