重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7•H2O)为橙红色,是一种重要的无机盐产品。可以由铬铁矿[主要含Fe(CrO2)2,还含少量MgO、Al2O3、SiO2等]制备,主要工艺流程如图:

已知:①Cr(VI)在水溶液中常以H2CrO4、HCrO-4、CrO2-4、Cr2O2-7等形态存在;本实验条件下,当pH约为3.5时CrO2-4转化为Cr2O2-7。
②酸性条件下,Cr(VI)具有较强的氧化性,易被还原成Cr(III)。
请回答下列问题:
(1)“煅烧”时,Fe(CrO2)2转化为Na2CrO4和Fe2O3,写出铬铁矿发生的主要反应的化学方程式 4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3 高温 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO24Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3 高温 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。
(2)“中和除杂”时,先用水将浸取液稀释,并加热至接近沸腾,然后调节溶液pH约为7。
①加热至接近沸腾的目的为 促进偏铝酸根离子水解,防止形成氢氧化铝胶体影响除杂促进偏铝酸根离子水解,防止形成氢氧化铝胶体影响除杂。
②若持续加热较长时间,可以通过生成Na2O•Al2O3•2SiO2•2H2O而将硅除去,写出相应的离子方程式 2Na++2SiO2-3+2AlO-2+4H2O △ Na2O•Al2O3•2SiO2•2H2O↓+4OH-2Na++2SiO2-3+2AlO-2+4H2O △ Na2O•Al2O3•2SiO2•2H2O↓+4OH-。
(3)室温下,“中和除杂”后所得的滤液中存在下列平衡;
H2CrO4⇌H++HCrO-4K1=4.1
HCrO-4⇌H++CrO2-4K2=3.0×10-7
2HCrO2-4⇌Cr2O2-7+H2O K3=45
①室温下,反应2CrO2-4+2H+⇌Cr2O2-7+H2O的平衡常数K=5×10145×1014;酸化CrO2-4时,通常用硫酸而不用盐酸,原因是 盐酸具有还原性,而Cr2O2-7在酸性条件下具有强氧化性,会被盐酸还原成Cr3+盐酸具有还原性,而Cr2O2-7在酸性条件下具有强氧化性,会被盐酸还原成Cr3+。
②如图为Na2SO4和Na2Cr2O7的溶解度随温度变化关系曲线。由“中和除杂”后所得的滤液制备重铬酸钠晶体的实验方案为 在搅拌下向溶液中滴加硫酸调节pH至3.5,将溶液加热到363K以上蒸发结晶至有大量无色晶体析出,继续蒸发至出现少量橙红色晶体时趁热过滤,将所得滤液降低到313K结晶,过滤,用蒸馏水洗涤,干燥得到重铬酸钾晶体在搅拌下向溶液中滴加硫酸调节pH至3.5,将溶液加热到363K以上蒸发结晶至有大量无色晶体析出,继续蒸发至出现少量橙红色晶体时趁热过滤,将所得滤液降低到313K结晶,过滤,用蒸馏水洗涤,干燥得到重铬酸钾晶体。(必须使用的试剂有:硫酸、蒸馏水)

HC
r
O
-
4
C
r
O
2
-
4
O
2
-
7
C
r
O
2
-
4
O
2
-
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高温
高温
S
i
O
2
-
3
A
l
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2
△
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2
-
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l
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△
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O
-
4
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O
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【考点】制备实验方案的设计.
【答案】4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO3 2Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2;促进偏铝酸根离子水解,防止形成氢氧化铝胶体影响除杂;2Na++2+2+4H2O Na2O•Al2O3•2SiO2•2H2O↓+4OH-;5×1014;盐酸具有还原性,而Cr2在酸性条件下具有强氧化性,会被盐酸还原成Cr3+;在搅拌下向溶液中滴加硫酸调节pH至3.5,将溶液加热到363K以上蒸发结晶至有大量无色晶体析出,继续蒸发至出现少量橙红色晶体时趁热过滤,将所得滤液降低到313K结晶,过滤,用蒸馏水洗涤,干燥得到重铬酸钾晶体
高温
S
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2
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:38引用:3难度:0.5
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(2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
(3)根据下表数据:氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
Fe3+已经除尽的试剂是
(4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
(5)煅烧A的反应方程式是
(6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5 -
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