7.工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分FeO•Cr2O3)、碳酸鈉、氧氣和硫酸為原料生產(chǎn)重鉻酸鈉(Na2Cr2O7•2H2O)的主要反應(yīng)如下:
①4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Na2CO3+2Fe2O3+8CO2
②2Na2Cro4+H2SO4?Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O
(1)工業(yè)上反應(yīng)①需不斷攪拌,其目的是使反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率.
(2)如圖是紅礬鈉(Na2Cr2O7•2H2O)和Na2SO4的溶解度曲線.
從Na2Cr2O7Na和Na2SO4的混合溶液中提取Na2Cr2O7晶體的操作:先將混合溶液蒸發(fā)濃縮,趁熱過濾.然后將濾液冷卻結(jié)晶,從而析出紅礬鈉.趁熱過濾的目的是有利于硫酸鈉結(jié)晶析出,可以防止Na2Cr2O7•2H2O結(jié)晶析出;
(3)含Cr2O72-的廢水要經(jīng)過化學(xué)處理,使c(Cr2O72+)降到5.0×10-5mol/L以下才能排放,用沉淀法處理該廢液是方法之一.
已知:Ksp(BaCr2O7)=2×10-7,則c(Ba2+)至少應(yīng)達到4×10-3mol/L.
(4)用重鉻酸鉀測定鐵礦石中鐵的含量,實驗步驟如下:
步驟1:將mg鐵礦石加濃鹽酸加熱溶解
步驟2:加入SnCl2溶液將Fe3+還原
步驟3:將所得溶液冷卻,加入HgCl2溶液,將過量的Sn2+氧化為Sn4+
步驟4:加入15mL硫酸和磷酸的混合酸及5滴0.2%二苯胺磺酸鈉指示劑
步驟5:立即用cmol-1重鉻酸鉀溶液滴定至溶液呈穩(wěn)定紫色,即為終點,消耗重鉻酸鉀溶VmL
(已知:6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O)
①寫出SnCl2還原Fe3+的離子方程式2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+
②求mg鐵礦石中含鐵元素的質(zhì)量(用含字母c、V的代數(shù)式表示)0.336cVg.
③如省去步驟③,則所測定的鐵的含量偏高(填“偏高”、“偏低”或“無影響”).
④步驟5使用的玻璃儀器有酸式滴定管、錐形瓶.

分析 (1)反應(yīng)①是在回轉(zhuǎn)窯中進行,反應(yīng)時需不斷攪拌,使反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率;
(2)由圖可知,溫度高有利于硫酸鈉結(jié)晶析出,可以防止Na2Cr2O7•2H2O結(jié)晶析出;
(3)c(Cr2O72+)小于5.0×10-5mol/L才能達標(biāo),結(jié)合Ksp(BaCr2O7)=2×10-7計算出鋇離子的最小濃度;
(4)①SnCl2還原Fe3+生成亞鐵離子,自身被氧化為Sn4+;
②根據(jù)n=cV計算出消耗重鉻酸根離子的物質(zhì)的量,再結(jié)合反應(yīng)方程式計算出樣品中含有鐵離子的物質(zhì)的量,最后根據(jù)m=nM計算出鐵元素的質(zhì)量;
③重鉻酸鉀溶液能氧化Sn2+,使消耗的重鉻酸鉀溶液體積偏大,計算鐵元素的質(zhì)量偏高;
④步驟5的操作是滴定,酸性高錳酸鉀具有強氧化性,應(yīng)使用酸式滴定管,錐形瓶內(nèi)盛放待測液.

解答 解:(1)反應(yīng)①是在回轉(zhuǎn)窯中進行,反應(yīng)時需不斷攪拌,使反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率,
故答案為:使反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率;
(2)由圖可知,溫度高有利于硫酸鈉結(jié)晶析出,可以防止Na2Cr2O7•2H2O結(jié)晶析出;濾液的溫度較高,從溶液中獲得晶體需要冷卻結(jié)晶,
故答案為:有利于硫酸鈉結(jié)晶析出,可以防止Na2Cr2O7•2H2O結(jié)晶析出;
(3)c(Cr2O72+)小于5.0×10-5mol/L才能達標(biāo),已知Ksp(BaCr2O7)=2×10-7,則c(Ba2+)≥$\frac{2×1{0}^{-7}}{5×1{0}^{-5}}$mol/L=4×10-3mol/L;
故答案為:4×10-3mol/L;
(4)①SnCl2還原Fe3+生成亞鐵離子,自身被氧化為Sn4+,反應(yīng)離子方程式為:2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+,
故答案為:2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+
②VmL cmol/l的重鉻酸鉀的物質(zhì)的量為:cmol/L×V×10-3L=cV×10-3mol,根據(jù)反應(yīng)6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O可知,mg樣品中含有鐵元素的質(zhì)量為:56g/mol×6×cV×10-3mol=0.336cVg,
答案為:0.336cVg;
③重鉻酸鉀溶液能氧化Sn2+,使消耗的重鉻酸鉀溶液體積偏大,計算鐵元素的質(zhì)量偏高,所測定的鐵的含量偏高,
故答案為:偏高;
④步驟5的操作是滴定,酸性高錳酸鉀具有強氧化性,應(yīng)使用酸式滴定管,錐形瓶內(nèi)盛放待測液,
故答案為:酸式滴定管、錐形瓶.

點評 本題考查探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量的方法,題目難度中等,涉及常用化學(xué)用語的表示方法、氧化還原反應(yīng)滴定、化學(xué)計算等知識,是對學(xué)生綜合能力的考查,需要學(xué)生基本扎實的基礎(chǔ)與運用知識分析解決問題的能力.

練習(xí)冊系列答案
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18.一定溫度下,pH=a的某電解質(zhì)溶液中,插入兩支惰性電極通直流電一段時間后,溶液的pH>a,則該電解質(zhì)可能是( 。
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17.下列大小順序排列不正確的組合是( 。
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