Question

【題目】（15分）重鉻酸鉀是一種重要的化工原料，一般由鉻鐵礦制備，鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3 ， 還含有硅、鋁等雜質．制備流程如圖所示：

回答下列問題：
（1）步驟①的主要反應為：FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反應配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數比為 ． 該步驟不能使用陶瓷容器，原因是 ．
（2）濾渣1中含量最多的金屬元素是 ， 濾渣2的主要成分是及含硅雜質．
（3）步驟④調濾液2的pH使之變（填“大”或“小”），原因是（用離子方程式表示）．
（4）有關物質的溶解度如圖所示．

向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體．冷卻到（填標號）得到的K2Cr2O7固體產品最多．
a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃
步驟⑤的反應類型是 ．
（5）某工廠用m1 kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7 ， 最終得到產品 m2 kg，產率為 ．

Answer 1

【答案】
（1）2：7；二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳
（2）Fe；Al（OH）3
（3）小；CrO42﹣+2H+?Cr2O72﹣+H2O
（4）c；復分解反應
（5）
×100%
【解析】解：（1）由上述分析可知步驟①的主要反應為2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2 ， 則FeOCr2O3與NaNO3的系數比為2：7，該步驟不能使用陶瓷容器，原因是二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳，
故答案為：2：7；二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳；（2）由上述分析可知，濾渣1含Fe2O3 ， 濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe，濾渣2的主要成分是Al（OH）3及含硅雜質，
故答案為：Fe；Al（OH）3；（3）④中調節pH發生CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O，則步驟④調濾液2的pH使之變小，增大氫離子濃度，平衡正向移動，利于生成Cr2O72﹣ ，
故答案為：小；CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O；（4）向“濾液3”中加入適量KCl，蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾得到K2Cr2O7固體，由溶解度可知，冷卻到40℃K2Cr2O7固體的溶解度在四種物質中最小、且溶解度較大，過濾分離產品最多；步驟⑤發生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl，反應類型是復分解反應，
故答案為：c；復分解反應；（5）用m1 kg 鉻鐵礦粉（含Cr2O3 40%）制備K2Cr2O7 ， 最終得到產品 m2 kg，產率為 ，由Cr原子守恒可知，則產率為 ×100%，
故答案為： ×100%．
鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3 ， 還含有硅、鋁等雜質，制備重鉻酸鉀，由制備流程可知，步驟①的主要反應為FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 ， Cr元素的化合價由+3價升高為+6價，Fe元素的化合價由+2價升高為+3價，N元素的化合價由+5價降低為+3價，由電子、原子守恒可知，反應為2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2 ， 該步驟中若使用陶瓷，二氧化硅與碳酸鈉高溫下反應生成硅酸鈉和二氧化碳，則使用鐵坩堝，熔塊水浸過濾分離出濾渣1含Fe2O3 ， 濾液1中含NaAlO2、Na2CrO4 ， 調節pH過濾分離出Al（OH）3、Si，濾液2中含Na2CrO4 ， ④中調節pH發生CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O，濾液3含Na2Cr2O7 ， 由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7 ， 可知⑤中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固體后得到K2Cr2O7 ， 溶解度小的析出，以此來解答．