分析 流程分析可知,某Cr2O3样品中含有少量Al2O3、MgO等杂质,反应器中加入纯碱和氧气,将 Cr2O3转化成Na2CrO4,浸取过滤得到滤液调节溶液PH除去铝和镁离子,过滤得到Na2CrO4溶液,酸化后加入氯化钾浓缩过滤干燥得到重铬酸钾,
(1)若将1mol Cr2O3转化成Na2CrO4,消耗氧气的体积依据电子守恒计算;
(2)依据电离平衡常数和溶度积常数计算所需溶液的PH范围;
(3)操作中加入KCl的原因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;
(4)依据反应过程得到反应的关系式K2Cr2O7~3I2~6Na2S2O3计算产品中重铬酸钾的质量分数.
解答 解:流程分析可知,某Cr2O3样品中含有少量Al2O3、MgO等杂质,反应器中加入纯碱和氧气,将 Cr2O3转化成Na2CrO4,浸取过滤得到滤液调节溶液PH除去铝和镁离子,过滤得到Na2CrO4溶液,酸化后加入氯化钾浓缩过滤干燥得到重铬酸钾,
(1)若将1mol Cr2O3转化成Na2CrO4,Cr2O3~2Na2CrO4~6e-,O2~4e-,
得到2Cr2O3~3O2~12e-,
2 3
1mol 1.5mol
消耗标准状况下氧气的体积=1.5mol×22.4L/mol=33.6L,
故答案为:33.6;
(2)依据电离平衡常数和溶度积常数计算所需溶液的PH范围,
Al(OH)3(s)?H++AlO2-+H2O的K=c(AlO2-)×c(H+)=1×10-14,c(H+)=10-8mol/L,溶液PH=8,
Kap[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=1×10-33 ,c(OH-)=10-9mol/L,c(H+)=10-5mol/L,溶液PH=5,
酸化1中为确保溶液中Al3+、AlO2-浓度均不超过10-6 mol•L-1,需调节溶液pH值的范围是5~8,
故答案为:5~8;
(3)操作中加入KCl的原因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,K2Cr2O7 溶解度小于Na2Cr2O,利用复分解反应,可得到重铬酸钾;
故答案为:K2Cr2O7 溶解度小于Na2Cr2O7;
(4)称取重铬酸钾试样2.40g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加入稀硫酸和足量碘化钾(铬被还原为Cr3+)并放于暗处6min左右,反应为Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,然后加入适量水和数滴淀粉指示剂,用0.24mol•L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点(发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,杂质不参与反应),共用去Na2S2O3标准溶液20.00mL,
依据反应的定量关系为:
K2Cr2O7~3I2~6Na2S2O3
1 6
0.24mol•L-1 ×0.020L n
n=0.0008mol,
称取重铬酸钾试样2.40g配成250mL溶液中重铬酸钾质量,
m(K2Cr2O7)=0.0008mol×294g/mol×$\frac{250}{25}$=2.352g,
产品中重铬酸钾的质量分数=$\frac{2.352g}{2.40g}$×100%=98.0%,
答:产品中重铬酸钾的质量分数=$\frac{2.352g}{2.40g}$×100%=98.0%.
点评 本题考查较为综合,涉及氧化还原反应、溶解平衡以及滴定操作等问题,题目难度中等,本题注意从质量守恒的角度利用关系式法计算.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 2H2O2═2H2O+O2↑ | B. | HCl+NaOH═H2O+NaCl | ||
C. | Fe+CuCl2═FeCl2+Cu | D. | 2Cu+O2═2CuO |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | pH=1的NaHSO4溶液:c(H+)=c(SO42-)+c(OH-) | |
B. | 常温下,将0.1 mol•L-1CH3COOH溶液加水稀释,当溶液的pH从3.0升到4.0时,溶液中$\frac{{c({C{H_3}CO{O^-}})}}{{c({C{H_3}COOH})}}$的值增大到原来的10倍 | |
C. | pH相等的①NH4Cl ②(NH4)2SO4③NH4HSO4溶液中:c(NH4+)大小顺序:①>③>② | |
D. | 含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:2c(Na+)=3[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)] |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 电子由X极通过外电路移向Y极 | |
B. | 电池工作时,Li+通过离子导体移向b区 | |
C. | 负极发生的反应为:2H++2e-═H2↑ | |
D. | Y极每生成1 mol Cl2,a区得到2 mol LiCl |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | NaHCO3溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液:2HCO3-+Ba2++2OH-═BaCO3?+2H2O+CO32- | |
B. | FeCl3溶液与HI溶液反应:2Fe3++2HI═2Fe2++I2+2H+ | |
C. | 向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色:2AgCl+S2-═Ag2S↓+2Cl- | |
D. | 石灰石与醋酸反应:CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 过氧化钠溶于水:2O22-+2H2O═4OH-+O2↑ | |
B. | 用小苏打治疗胃酸过多:CO32-+2H+═CO2↑+H2O | |
C. | 硫酸铜与Ba(OH)2溶液反应:Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓ | |
D. | 碳酸氢钠与少量Ca(OH)2溶液反应:Ca2++2HCO3-+2OH-═CaCO3↓+CO32-+2H2O |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 在氯化铝溶液中通入过量的氨气:Al3++3OH-═Al(OH)3↓ | |
B. | 硫酸铵溶液中加入浓氢氧化钠溶液并加热:NH4++OH -$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O | |
C. | 钠与水反应:2Na+2H2O═2Na++2OH-+H2↑ | |
D. | NaOH溶液与小苏打溶液反应:HCO3-+OH-=CO32-+H2O |
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