红矾钠（Na2Cr2O7⋅2H2O）是重要的化工原料，工业上以铬铁矿（FeO⋅Cr2O3，含少量Al2O3、SiO2）为主要原料制备红矾钠的工艺流程如图：
已知：i.2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O
ii.AlO2-+H++H2O=Al（OH）3↓
回答下列问题：
（1）焙烧铬铁矿生成Na2CrO4，并将Al2O3和SiO2转化为可溶性钠盐。
①焙烧时为加快反应速率，可采取的措施是 矿石粉碎矿石粉碎。
②生成Na2CrO4的化学方程式如下，将其补充完整：44FeO⋅Cr2O3+88Na2CO3+7O2═22Fe2O3Fe2O3+88Na2CrO4+88CO2。
（2）滤液2中含有的溶质有：Na2CO3、NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4。
（3）中和时pH的理论范围为4.5～9.3，调控pH不过高也不能过低的理由 pH过低Al3+不能除尽，pH过高硅酸溶解pH过低Al3+不能除尽，pH过高硅酸溶解。
（4）酸化后所得溶液中主要含有Na2Cr2O7和Na2SO4。
①结晶时，将混合溶液加热浓缩、趁热过滤趁热过滤（填操作）、冷却结晶、过滤得到红矾钠晶体。
②滤液5最适宜返回上述流程 酸化步骤酸化步骤中，参与循环再利用。
（5）工业上还可用膜电解技术（装置如图所示），以Na2CrO4为主要原料制备Na2Cr2O7，结合化学用语简述制备Na2Cr2O7的原理：电解过程中实质是电解水，阳极上水失去电子生成H+和O2，实现由2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O转化；阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在阴极生成，所Na+通过离子交换膜移向阴极电解过程中实质是电解水，阳极上水失去电子生成H+和O2，实现由2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O转化；阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在阴极生成，所Na+通过离子交换膜移向阴极。
（6）Na2Cr2O7可用于测定水体的COD（COD是指每升水样中还原性物质被氧化所需要O2的质量）。现有某水样100.00mL，酸化后加入c1mol•L-1的Na2Cr2O7溶液V1mL，使水样中的还原性物质完全被氧化；再用c2mol•L-1的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72-，消耗FeSO4溶液V2mL，则该水样的COD为 480c1V1-80c2V2480c1V1-80c2V2mg⋅L-1。[Cr2O72-被还原为Cr3+；换算关系：1molNa2Cr2O7～4.8×104mgO2]
【考点】制备实验方案的设计；探究物质的组成或测量物质的含量．
【答案】矿石粉碎；4；8；2；Fe2O3；8；8；NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4；pH过低Al3+不能除尽，pH过高硅酸溶解；趁热过滤；酸化步骤；电解过程中实质是电解水，阳极上水失去电子生成H+和O2，实现由2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O转化；阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在阴极生成，所Na+通过离子交换膜移向阴极；480c1V1-80c2V2
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：56引用：1难度：0.3
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（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（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）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（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（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（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 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 ，检验
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（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（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（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
