Question

16．重鉻酸鉀是一種應用廣泛的氧化劑，某實驗小組模擬工業(yè)法，用鉻鐵礦（主要成分為FeO、Cr₂O₃）為原料制取重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇），主要流程如圖．

試回答下列問題：
（1）鉻鐵礦在反應前進行粉碎的目的是增大接觸面積，加快反應速率．
（2）通過反應器得到的氧化產物是FeO₂^-、CrO₄^2-．
（3）步驟Ⅲ酸化時與CrO₄^2-有關的離子方程式力2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；該步驟中加入KC1析出大量重鉻酸鉀晶體，其原理是K₂Cr₂O₇的溶解度小于Na₂Cr₂O₇，發(fā)生復分解反應．
（4）濾渣Ⅰ、Ⅱ均要用水多次洗滌，并回收洗滌液，目的是提高原料利用率、防止重金屬污染．
（5）酒駕檢測時，酸性K₂Cr₂O₇將乙醇最終氧化成乙酸，同時顏色由橙色變?yōu)榫G色．

Answer 1

分析 鉻鐵礦主要成分為FeO、Cr₂O₃，在反應器中與純堿、氯酸鉀反應，由濾液I含有離子可知，Cl元素發(fā)生還原反應得到Cl^-，而Fe元素、Cr元素均發(fā)生氧化反應得到FeO₂^-、CrO₄^2-，濾液I調節(jié)pH后過濾得到濾液Ⅱ，濾液Ⅱ酸化、加入KCl，過濾分離得到重鉻酸鉀晶體與濾液Ⅲ，則調節(jié)PH=7～8目的是使FeO₂^-轉化為Fe（OH）₃而除去，步驟Ⅲ酸化目的是將CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-，加入KCl可以使溶解度大的Na₂Cr₂O₇轉化為溶解度小的K₂Cr₂O₇．
（1）鉻鐵礦在反應前進行粉碎，可以增大接觸面積，加快反應速率；
（2）根據元素化合價變化判斷氧化產物；
（3）由上述分析可知，步驟Ⅲ酸化目的是將CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-，加入KCl使溶解度大的Na₂Cr₂O₇轉化為溶解度小的K₂Cr₂O₇；
（4）濾渣附著的物質中含有Cr元素，用水洗滌并回收洗滌液，可以提高原料利用率，防止重金屬污染；
（5）酒駕檢測時，酸性K₂Cr₂O₇將乙醇最終氧化成乙酸，同時顏色由橙色變?yōu)榫G色．

解答 解：鉻鐵礦主要成分為FeO、Cr₂O₃，在反應器中與純堿、氯酸鉀反應，由濾液I含有離子可知，Cl元素發(fā)生還原反應得到Cl^-，而Fe元素、Cr元素均發(fā)生氧化反應得到FeO₂^-、CrO₄^2-，濾液I調節(jié)pH后過濾得到濾液Ⅱ，濾液Ⅱ酸化、加入KCl，過濾分離得到重鉻酸鉀晶體與濾液Ⅲ，則調節(jié)PH=7～8目的是使FeO₂^-轉化為Fe（OH）₃而除去，步驟Ⅲ酸化目的是將CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-，加入KCl可以使溶解度大的Na₂Cr₂O₇轉化為溶解度小的K₂Cr₂O₇．
（1）鉻鐵礦在反應前進行粉碎，可以增大接觸面積，加快反應速率，
故答案為：增大接觸面積，加快反應速率；
（2）反應中Fe元素化合價由-2價升高為FeO₂^-中+3價，Cr元素化合價由+3價升高為CrO₄^2-中+6價，故氧化產物為：FeO₂^-、CrO₄^2-，
故答案為：FeO₂^-、CrO₄^2-；
（3）由上述分析可知，步驟Ⅲ酸化目的是將CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-，反應離子方程式為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，K₂Cr₂O₇的溶解度小于Na₂Cr₂O₇，發(fā)生復分解反應，加入KC1析出大量重鉻酸鉀晶體，
故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；K₂Cr₂O₇的溶解度小于Na₂Cr₂O₇，發(fā)生復分解反應；
（4）濾渣附著的物質中含有Cr元素，用水洗滌并回收洗滌液，可以提高原料利用率，防止重金屬污染，
故答案為：提高原料利用率，防止重金屬污染；
（5）酒駕檢測時，酸性K₂Cr₂O₇將乙醇最終氧化成乙酸，同時顏色由橙色變?yōu)榫G色，
故答案為：乙酸；橙．

點評 本題考查物質制備實驗，涉及對操作與原理的分析評價、物質的分離提純等，關鍵是根據工藝流程理解制備原理，是對學生綜合能力的考查，難度中等．