Question

【题目】（15分）重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3 ， 还含有硅、铝等杂质．制备流程如图所示：

回答下列问题：
（1）步骤①的主要反应为：FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的系数比为 ． 该步骤不能使用陶瓷容器，原因是 ．
（2）滤渣1中含量最多的金属元素是 ， 滤渣2的主要成分是及含硅杂质．
（3）步骤④调滤液2的pH使之变（填“大”或“小”），原因是（用离子方程式表示）．
（4）有关物质的溶解度如图所示．

向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体．冷却到（填标号）得到的K2Cr2O7固体产品最多．
a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃
步骤⑤的反应类型是 ．
（5）某工厂用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7 ， 最终得到产品 m2 kg，产率为 ．

Answer 1

【答案】
（1）2：7；二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳
（2）Fe；Al（OH）3
（3）小；CrO42﹣+2H+?Cr2O72﹣+H2O
（4）c；复分解反应
（5）
×100%
【解析】解：（1）由上述分析可知步骤①的主要反应为2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2 ， 则FeOCr2O3与NaNO3的系数比为2：7，该步骤不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，
故答案为：2：7；二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳；（2）由上述分析可知，滤渣1含Fe2O3 ， 滤渣1中含量最多的金属元素是Fe，滤渣2的主要成分是Al（OH）3及含硅杂质，
故答案为：Fe；Al（OH）3；（3）④中调节pH发生CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O，则步骤④调滤液2的pH使之变小，增大氢离子浓度，平衡正向移动，利于生成Cr2O72﹣ ，
故答案为：小；CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O；（4）向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到K2Cr2O7固体，由溶解度可知，冷却到40℃K2Cr2O7固体的溶解度在四种物质中最小、且溶解度较大，过滤分离产品最多；步骤⑤发生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，反应类型是复分解反应，
故答案为：c；复分解反应；（5）用m1 kg 铬铁矿粉（含Cr2O3 40%）制备K2Cr2O7 ， 最终得到产品 m2 kg，产率为 ，由Cr原子守恒可知，则产率为 ×100%，
故答案为： ×100%．
铬铁矿的主要成分为FeOCr2O3 ， 还含有硅、铝等杂质，制备重铬酸钾，由制备流程可知，步骤①的主要反应为FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 ， Cr元素的化合价由+3价升高为+6价，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，N元素的化合价由+5价降低为+3价，由电子、原子守恒可知，反应为2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2 ， 该步骤中若使用陶瓷，二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，则使用铁坩埚，熔块水浸过滤分离出滤渣1含Fe2O3 ， 滤液1中含NaAlO2、Na2CrO4 ， 调节pH过滤分离出Al（OH）3、Si，滤液2中含Na2CrO4 ， ④中调节pH发生CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O，滤液3含Na2Cr2O7 ， 由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7 ， 可知⑤中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体后得到K2Cr2O7 ， 溶解度小的析出，以此来解答．