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重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备[高三][化学]

2021-07-03   答题:高三化学(闫老师)

【题目】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FeO·Cr2O3,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:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3 = Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2上述反应配平后NaNO3FeO·Cr2O3的系数比为__________。该步骤能否_________(填“能”或“不能”)使用陶瓷容器。

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2pH使之变_________ (填“大”或“小”),理由是________(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10℃得到的K2Cr2O7固体产品最多。

步骤⑤的化学方程式为 _________________

5某工厂用76Kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品41.16Kg, 则产率为_________________

 

【答案】  72  不能    Al(OH)3    2CrO42 + 2H+Cr2O72 + H2O  Na2Cr2O7 + 2KCl = K2Cr2O7↓+ 2NaCl  70%

【解析】1铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质,制备重铬酸钾,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,步骤①的主要反应为2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2,则FeO·Cr2O3NaNO3的系数比为27,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;(2)滤渣1Fe2O3,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;(3④中调节pH发生2CrO42+2HCr2O72+H2O,则步骤④调滤液2pH使之变小,增大氢离子浓度,平衡正向移动,利于生成Cr2O72;(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10K2Cr2O7固体的溶解度在四种物质中最小、过滤分离产品最多,10℃时最合适;步骤⑤发生复分解反应Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl;(5)用76kg 铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品41.16kg,产率为=实际产量/理论产量,由Cr原子守恒可知,则产率为 =70%

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