Question

7．红矾钠（重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇•2H₂O）是重要的化工原料，在印染、电镀等行业应用十分广泛．工业上以铬铁矿（主要成分为FeO•Cr₂O₃，还含少量SiO₂）为原料制取红矾钠的流程如图所示．
已知：步骤①中发生的主要反应为4FeO•Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂，SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂SiO₃+CO₂↑．
试回答下列问题：
（1）铬铁矿在氧化煅烧前要先粉碎，其目的是增大铬铁矿与硫酸的接触面积，加快铬铁矿的溶解．
（2）滤渣1的主要成分是Fe₂O₃，滤液1的主要成分为Na₂CrO₄、Na₂SiO₃．
（3）步骤③调pH的目的是使硅酸钠生成硅酸沉淀而除去．
（4）步骤⑤中反应的离子方程式为2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，酸化时不能（填“能”或“不能”）用盐酸代替硫酸，原因是Cr₂O₇^2-有强氧化性，能氧化盐酸．
（5）称取29.8g红矾钠，与稍过量的KCl固体充分混合，溶于水后经适当操作可得到K₂Cr₂O₇，该反应的化学方程式为Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl，若得到的K₂Cr₂O₇的质量为26.3g，则K₂CrO₇的产率89.5%．

Answer 1

分析 铬铁矿（主要成分为FeO•Cr₂O₃，还含少量SiO₂）加入碳酸钠煅烧，可生成Na₂CrO₄、Fe₂O₃、Na₂SiO₃等，加入水浸取，得到滤渣1为Fe₂O₃，过滤得滤液1为Na₂CrO₄、Na₂SiO₃等，将滤液调节pH得到滤渣2为H₂SiO₃，过滤后将滤液酸化，发生了反应2Na₂CrO₄+H₂SO₄?Na₂SO₄+Na₂Cr₂O₇+H₂O，生成了Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，蒸发结晶得到硫酸钠，冷却结晶得到Na₂Cr₂O₇•2H₂O，据此答题．

解答 解：铬铁矿（主要成分为FeO•Cr₂O₃，还含少量SiO₂）加入碳酸钠煅烧，可生成Na₂CrO₄、Fe₂O₃、Na₂SiO₃等，加入水浸取，得到滤渣1为Fe₂O₃，过滤得滤液1为Na₂CrO₄、Na₂SiO₃等，将滤液调节pH得到滤渣2为H₂SiO₃，过滤后将滤液酸化，发生了反应2Na₂CrO₄+H₂SO₄?Na₂SO₄+Na₂Cr₂O₇+H₂O，生成了Na₂Cr₂O₇和Na₂SO₄，蒸发结晶得到硫酸钠，冷却结晶得到Na₂Cr₂O₇•2H₂O，
（1）铬铁矿在氧化煅烧前要先粉碎的主要目的是增大固体与硫酸的接触的表面积，加快铬铁矿的溶解速率，
故答案为：增大铬铁矿与硫酸的接触面积，加快铬铁矿的溶解；
（2）根据上面的分析可知，滤渣1的主要成分是 Fe₂O₃，滤液1的主要成分为Na₂CrO₄、Na₂SiO₃，
故答案为：Fe₂O₃；Na₂CrO₄、Na₂SiO₃；
（3）根据上面的分析可知，步骤③调pH的目的是使硅酸钠生成硅酸沉淀而除去，
故答案为：使硅酸钠生成硅酸沉淀而除去；
（4）步骤⑤中反应为酸性条件下，反应的离子方程式为 2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，由于Cr₂O₇^2-有强氧化性，能氧化盐酸，所以酸化时不能用盐酸代替硫酸，
故答案为：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；不能；Cr₂O₇^2-有强氧化性，能氧化盐酸；
（5）根据方程式Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl可知，29.8gNa₂Cr₂O₇•2H₂O理论上可生成K₂Cr₂O₇的质量为$\frac{29.8}{298}×294$g=29.4g，所以K₂CrO₇的产率为$\frac{26.3g}{29.4g}$×100%=89.5%，
故答案为：89.5%．

点评 本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，为高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，注意把握题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键，题目难度中等．