Question

【題目】以鉻鐵礦[Fe(CrO2)2]為原料可制備K2Cr2O7和金屬鉻。實驗流程如下:

已知:2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O。pH<3.0，CrO42-含量極小。

（1）寫出鉻鐵礦焙燒轉化為Na2CrO4的化學反應方程式:_____________________。焙燒時不能使用陶瓷容器的原因是________________________________________。

（2）判斷加入稀硫酸的量已經足量的標準是_______________________________________。

（3）操作①包括過濾和洗滌。實驗室洗滌沉淀的操作是________________________________。

（4）Na2S的作用是調節溶液的酸堿度和_____________________。

（5）Fe3+在pH為3.7時可完全轉化為Fe(OH)3。在上述流程中所得Na2Cr2O7溶液中含有少量Fe3+。請結合上圖有關物質的溶解度曲線，設計由Na2Cr2O7溶液制備K2Cr2O7固體的實驗方案(實驗中須選用的試劑:硫酸溶液、NaOH溶液、KCl固體、蒸餾水):

步驟①除雜質:__________________________________________________________________；

步驟②制備K2Cr2O7固體:__________________________________________________。

Answer 1

【答案】 4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應 所得Na2Cr2O7溶液的pH小于3.0 沿玻璃棒加水至浸設沉淀，待水自然濾出后重復2~3次 將重鉻酸鈉還原為氫氧化鉻 向Na2Cr2O7溶液中加入適量NaOH溶液調節pH大于3.7，過濾 向①中濾液加入硫酸溶液至pH小于3.0，再加入適量KCl固體，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥

【解析】 (1）根據流程圖可知高溫下碳酸鈉、氧氣與Fe(CrO2)2反應轉化為NazCrO4的化學反應方程式為4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。由于陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應，所以焙燒時不能使用陶瓷容器；

（2）精確測定Na2Cr2O7溶液的pH小于3.0。

（3）洗滌沉淀在過濾器中完成，則實驗室洗滌沉淀的操作是沿玻璃棒加水至浸沒沉淀，待水自然濾出后重復2～3次；

（4）硫離子具有還原性，則Na2S的作用除了調節溶液的酸堿度外，還有將重鉻酸鈉還原為氫氧化鉻的作用；

（5）Na2Cr2O7的溶解度大于重鉻酸鉀，又因為Fe3+在pH為3.7時可完全轉化為Fe(OH)3，所以結合已知信息可知由Na2Cr2O7溶液制備K2Cr2O7固體的實驗方案為向Na2Cr2O7溶液中加入適量NaOH調節pH大于3.7，過濾，向濾液中加入硫酸溶液至pH小于3.0，再加入適量KCl固體，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌，干燥即可。