Question

（2012?江蘇一模）重鉻酸銨[（NH₄）₂Cr₂O₇]是一種桔黃色結晶，可用作有機合成催化劑、實驗室制純凈的N₂及Cr₂O₃等．實驗室可由工業級鉻酸鈉（Na₂CrO₄）為原料制取．有關物質溶解度如圖所示．實驗步驟如下：
步驟1：將鉻酸鈉溶于適量的水，加入一定量濃硫酸酸化，使鉻酸鈉轉化為重鉻酸鈉．
步驟2：將上述溶液蒸發結晶，并趁熱過濾．
步驟3：將步驟二得到的晶體再溶解，再蒸發結晶并趁熱過濾．
步驟4：將步驟三得到的濾液冷卻至40℃左右進行結晶，用水洗滌，獲得重鉻酸鈉晶體．
步驟5：將步驟四得到的重鉻酸鈉和氯化銨按物質的量之比1：2溶于適量的水，加熱至105～110℃時，讓其充分反應．
（1）步驟1是一個可逆反應，該反應的離子方程式為

2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O

．
（2）步驟2、3的主要目的是

除去硫酸鈉雜質

．
（3）步驟4在40℃左右結晶，其主要目的是

盡量使硫酸鈉不析出

．
（4）步驟5中獲得（NH₄）₂Cr₂O₇還需補充的操作有

冷卻結晶、過濾、洗滌及干燥

．
（5）（NH₄）₂Cr₂O₇受熱分解制取Cr₂O₃的化學方程式為

（NH₄）₂Cr₂O₇═Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O

．
（6）對上述產品進行檢驗和含量測定．
①檢驗產品中是否有K⁺，其操作方法及判斷依據是

用潔凈的鉑絲在酒精燈上灼燒至無色，然后蘸取晶體或者其溶液少許，在酒精燈火焰上灼燒，通過藍色鈷玻璃觀察，若火焰顯示藍色說明含有鉀離子，否則不含

．
②為了測定上述產品中（NH₄）₂Cr₂O₇的含量，稱取樣品0.150g，置于錐形瓶中，加50mL水，再加入2gKI（過量）及稍過量的稀硫酸溶液，搖勻，暗處放置10min，然后加150mL蒸餾水并加入3mL 0.5%淀粉溶液，用0.1000mol/L Na₂S₂O₃標準溶液滴定至終點，消耗Na₂S₂O₃標準溶液30.00mL，則上述產品中（NH₄）₂Cr₂O₇的純度為

84%

（假定雜質不參加反應，已知：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，I₂+2S₂O

2- 3

═2I^-+S₄O

2- 6

）

Answer 1

分析：（1）根據信息寫出鉻酸鈉在酸性條件下轉化為重鉻酸鈉的反應；
（2）根據圖示，溫度升高，硫酸鈉的溶解度降低進行分析；
（3）根據在40℃左右硫酸鈉的溶解度最高進行分析；
（4）溫度在105～110℃時，（NH₄）₂Cr₂O₇溶解度小于重鉻酸鈉溶液，據此可以通過冷卻結晶、過濾、洗滌，最后干燥得到重鉻酸銨；
（5）根據氧化還原反應化合價變化寫出（NH₄）₂Cr₂O₇受熱分解制取Cr₂O₃方程式；
（6）①根據焰色反應檢驗鉀離子的實驗操作進行分析；
②根據反應找出重鉻酸銨與硫代硫酸鈉的關系式，先計算出消耗的硫代硫酸鈉的物質的量，再根據關系式計算出重鉻酸銨的物質的量、質量，最后計算出產品中（NH₄）₂Cr₂O₇的純度．

解答：解：（1）步驟一鉻酸鈉在酸性條件下轉化為重鉻酸鈉，反應為可逆反應，反應的方程式為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，
故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
（2）圖8中，溫度升高，硫酸鈉溶解度降低，可以通過升高溫度，使硫酸鈉溶解度降低而析出，趁熱過濾除去硫酸鈉雜質，
故答案為：除去硫酸鈉雜質；
（3）步驟三得到的濾液冷卻至40℃左右，該溫度下硫酸鈉的溶解度增大，可以避免硫酸鈉晶體析出，
故答案為：盡量使硫酸鈉不析出；
（4）將步驟四得到的重鉻酸鈉和氯化銨按物質的量之比1：2溶于適量的水，加熱至105～110℃時，讓其充分反應，根據重鉻酸鈉溶解度大于重鉻酸銨的溶解度，可以通過冷卻結晶、過濾、洗滌和干燥，得到重鉻酸銨，
故答案為：冷卻結晶、過濾、洗滌及干燥；
（5）重鉻酸銨放熱生成Cr₂O₃，鉻元素化合價降低被還原，氮元素化合價一定會升高，被氧化成氮氣，反應的方程式為（NH₄）₂Cr₂O₇═Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O，
故答案為：（NH₄）₂Cr₂O₇═Cr₂O₃+N₂↑+4H₂O；
（6）①利用焰色反應，檢驗溶液中的鉀離子是否存在，方法為：用潔凈的鉑絲在酒精燈上灼燒至無色，然后蘸取晶體或者其溶液少許，在酒精燈火焰上灼燒，通過藍色鈷玻璃觀察，若火焰顯示藍色說明含有鉀離子，否則不含鉀離子，
故答案為：用潔凈的鉑絲在酒精燈上灼燒至無色，然后蘸取晶體或者其溶液少許，在酒精燈火焰上灼燒，通過藍色鈷玻璃觀察，若火焰顯示藍色說明含有鉀離子，否則不含；
②硫代硫酸鈉的物質的量為：0.1000mol/L×0.03L=0.003mol，
根據反應，Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺═2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，I₂+2S₂O

2- 3

═2I^-+S₄O

2- 6

，
可得關系式：Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O

2- 3

，n（Cr₂O₇^2-）=

1

6

n（S₂O

2- 3

）=

1

6

×0.003mol=0.0005mol，重鉻酸銨的質量為：252g/mol×0.0005mol=0.126g，
重鉻酸銨的質量分數為：

0.126g

0.150g

×100%=84%，
故答案為：84%．

點評：本題考查了由工業級鉻酸鈉（Na₂CrO₄）為原料制取重鉻酸銨的方法，解題關鍵是分析、理解題中生成流程，聯系所學知識進行分析，本題難度中等．