Question

（12分）【化学——化学与技术】
重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO·Cr₂O₃，杂质为SiO₂、Al₂O₃）为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如下图。涉及的主要反应是:   6FeO·Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃=12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O

（1）碱浸前将铬铁矿粉碎的目的是              。
（2）步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是            。
（3）操作④中，酸化时，CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，写出平衡转化的离子方程式         。
（4）用简要的文字说明操作⑤加入KC1的原因      
（5）目前处理酸性Cr₂O₇^2-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO₄ ·7H₂O将Cr₂O₇^2-还原成Cr³⁺，调节pH，Fe、Cr转化成相当于（铁氧磁体,罗马数字表示元素价态）的沉淀。处理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄ ? 7H₂O，下列结论正确的是_______。

A．x ="0.5" ,a =8

B．x ="0.5" ,a =" 10"

C．x =" 1.5" ,a =8

D．x =" 1.5" ,a = 10

Answer 1

（1）增大接触面积，增大反应速率。（2分）
（2）Al(OH)₃  H₂SiO₃。（2分）
（3）2CrO₄^2-+2H⁺  Cr₂O₇^2-+H₂O  （3分）
（4）温度对氯化钠的溶解度影响小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，利用复分解反应可以得到重铬酸钾。 （3分）（5）D（2分）

解析试题分析：根据题给信息和流程判断，铬铁矿经操作①转化为Na₂CrO₄、Fe₂O₃、KCl、硅酸钠和偏铝酸钠，经操作②浸取过滤除去氧化铁，滤液中含有Na₂CrO₄、KCl、硅酸钠和偏铝酸钠，经操作③调节pH硅酸钠、偏铝酸钠水解生成氢氧化铝和硅酸沉淀而除去，滤液含有Na₂CrO₄、KCl，经操作④酸化转化为重铬酸钠，后续处理的重铬酸钾。（1）碱浸前将铬铁矿粉碎的目的是增大接触面积，增大反应速率。（2）步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是Al(OH)₃  H₂SiO₃。（3）操作④中，酸化时，CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-的离子方程式2CrO₄^2-+2H⁺  Cr₂O₇^2-+H₂O。（4）操作⑤加入KC1的原因是温度对氯化钠的溶解度影响小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，利用复分解反应可以得到重铬酸钾。（5）根据铬原子守恒得，1mol Cr₂O₇2-完全反应后生成2/2—xmolFe^Ⅱ[Fe^Ⅲ_x?Cr^Ⅲ_2-x]O₄，根据铁原子守恒得amol=2(1+x)/2—xmol，该反应中得失电子数相等，1mol×2×（6-3）=2x/2—xmol（3-2），，解得x=1.5，将x=1.5带入amol=2(1+x)/2—xmol得a=10，选D。
考点：以工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO·Cr₂O₃，杂质为SiO₂、Al₂O₃）为原料生产K₂Cr₂O₇的主要工艺流程为载体考查影响反应速率的外界条件、物质的分离提纯和制备、电子守恒法计算。