Question

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Cr₂O₇^2-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：K_sp（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⁺+Cr₂O₇^2-+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．

Answer 1

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K_sp（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K_sp（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⁺+Cr₂O₇^2-+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．