Question

11．重鉻酸鉀是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室的重要氧化劑，工業(yè)上常用鉻鐵礦（主要成分為FeO•Cr₂O₃，雜質(zhì)為SiO₂、Al₂O₃）為原料生產(chǎn)它，實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)法用鉻鐵礦制K₂Cr₂O₇的主要工藝如下圖．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題．
（1）FeO•Cr₂O₃與氯酸鉀、氫氧化鈉高溫反應(yīng)化學(xué)方程式為6FeO•Cr₂O₂+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O．若有245g KClO₃ 參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12mol．
（2）操作Ⅱ的名稱是過(guò)濾．固體X的主要成分是，沉淀Y的主要成分是Al（OH）₃、H₂SiO₃．
（3）流程中①酸化所用的酸和②鉀鹽Z最合適的是（填符號(hào)）C，
A．鹽酸和氯化鉀 B．硫酸和氯化鉀 C．硫酸和硫酸鉀 D．次氯酸和次氯酸鉀
酸化反應(yīng)的離子方程式為2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O．
（4）稱取制得的K₂Cr₂O₇晶體2.5000g 配成250mL 溶液，取出25.00mL 于錐形瓶中，加入10mL2mol/LH₂SO₄和足量碘化鉀（鉻的還原產(chǎn)物為Cr³⁺），放于暗處5min，然后加入100mL 水，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)的依據(jù)是：當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液，溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不再變化．
②若實(shí)驗(yàn)中共用去Na₂S₂O₃ 標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL，計(jì)算所得產(chǎn)品中的重鉻酸鉀的純度（設(shè)整個(gè)過(guò)程中其他雜質(zhì)不參與反應(yīng)）94.08%．

Answer 1

分析 由制備流程可知，高溫下發(fā)生6FeO•Cr₂O₂+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7HCl+12H₂O，固體加水，F(xiàn)e₂O₃不溶于水，SiO₂、Al₂O₃與NaOH反應(yīng)而溶解，則操作I為溶解，操作Ⅱ?yàn)檫^(guò)濾，固體X為Fe₂O₃，溶液中含硅酸根離子、偏鋁酸根離子，調(diào)節(jié)pH均轉(zhuǎn)化為沉淀，Na₂CrO₄溶液在酸性溶液中反應(yīng)生成K₂Cr₂O₇，濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥得到K₂Cr₂O₇固體，以此來(lái)解答．

解答 解：由制備流程可知，高溫下發(fā)生6FeO•Cr₂O₂+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7HCl+12H₂O，固體加水，F(xiàn)e₂O₃不溶于水，SiO₂、Al₂O₃與NaOH反應(yīng)而溶解，則操作I為溶解，操作Ⅱ?yàn)檫^(guò)濾，固體X為Fe₂O₃，溶液中含硅酸根離子、偏鋁酸根離子，調(diào)節(jié)pH均轉(zhuǎn)化為沉淀，Na₂CrO₄溶液在酸性溶液中反應(yīng)生成K₂Cr₂O₇，濃縮、結(jié)晶、過(guò)濾、干燥得到K₂Cr₂O₇固體，
（1）FeO•Cr₂O₃與氯酸鉀、氫氧化鈉高溫反應(yīng)方程式為6FeO•Cr₂O₂+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O，反應(yīng)中每7mol氯酸鉀參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移42mol電子，所以若有245g 即2molKClO₃ 參加反應(yīng)，則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為12mol，
故答案為：6FeO•Cr₂O₂+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O；12mol；
（2）由上述分析可知，操作Ⅱ分離溶液與不溶性固體，名稱為過(guò)濾，根據(jù)上面的分析可知，固體X為Fe₂O₃，溶液中含硅酸根離子、偏鋁酸根離子，調(diào)節(jié)pH均轉(zhuǎn)化為沉淀，則Y中含Al（OH）₃、H₂SiO₃，
故答案為：過(guò)濾；Fe₂O₃；Al（OH）₃、H₂SiO₃；
（3）在酸性環(huán)境下，CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，即2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，應(yīng)選硫酸酸化，因?yàn)槁入x子能被氧化，故選C，
故答案為：C；2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
（4）①達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液，溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不再變化，
故答案為：當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液，溶液藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不再變化；
②由Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O、I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2- 可知，
存在Cr₂O₇^2-～6S₂O₃^2-，
    1           6
n      0.1200mol/L×0.040L
n=0.0008mol
250ml溶液中含有Cr₂O₇^2-物質(zhì)的量為0.0008mol×$\frac{250}{25}$=0.008mol；
所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀純度=$\frac{0.008mol×294g/mol}{2.500g}$×100%=94.08%，
故答案為：94.08%．

點(diǎn)評(píng) 本題以物質(zhì)的制備流程考查混合物分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，涉及流程分析、混合物分離提純等，把握流程分析及發(fā)生的反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．