Question

重鉻酸鉀是工業生產和實驗室的重要氧化劑，工業上常用鉻鐵礦（主要成分為FeO·Cr₂O₃，雜質為SiO₂、Al₂O₃）為原料產它，實驗室模擬工業法用鉻鐵礦制K₂Cr₂O₇的主要工藝如下圖。涉及的主要反應是6FeO·Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O。

（1）堿浸前將銘鐵礦粉碎的作用是                              
（2）步驟③調節pH后過濾得到的濾渣是                                   。
（3）操作④中，酸化時，CrO2- 4轉化為Cr₂O2- 7，寫出平衡轉化的離子方程式
                                           ；
（4）用簡要的文字說明操作⑤加入KCl的原因                            。
（5）稱取重鉻酸鉀試樣2.500g配成250mL溶液，取出25mL與碘量瓶中，加入10mL2mol/ LH₂SO₄和足量碘化鉀（鉻的還原產物為Cr³⁺)，放于暗處5min。然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol/LNa₂S₂O₃標準溶液滴定（I₂+2S₂O2- 3＝2I^- +S₄O2- 6）
①判斷達到滴定終點的依據是                                           ；
②若實驗中共用去Na₂S₂O₃標準溶液40.00mL，則所得產品中重鉻酸鉀的純度為（設整個過程中其它雜質不參加反應）                              （保留2位有效數字）。

Answer 1

(14分)
（1）增大接觸面積，增大反應速率（2分）
（2）Al(OH)₃、H₂SiO₃（2分）
（3）2 CrO2- 4+2H⁺ Cr₂O2- 7+H₂O（2分）
（4）溫度對氯化鈉的溶解度影響小，但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大，利用復分解反應，可得到重鉻酸鉀（2分）
（5）①當滴加最后一滴硫代硫酸鈉溶液，溶液藍色褪色（2分）②94.08 %（2分）

試題分析：
（1）將銘鐵礦粉碎的作用是增大接觸面積，增大反應速率；
（2）根據工藝流程圖中可以看出在反應器中SiO₂、Al₂O₃與NaOH反應分別轉化為Na₂SiO₃和NaAlO₂, 步驟③調節pH后過濾得到的濾渣是Al(OH)₃、H₂SiO₃；
（3）酸化時，CrO2- 4轉化為Cr₂O2- 7平衡轉化的離子方程式為2CrO2- 4+2H⁺Cr₂O2- 7+H₂O；
（4）結合題中信息溫度對氯化鈉的溶解度影響小，但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大，利用復分解反應，降溫結晶時得到的是重鉻酸鉀。
（5）檢測碘單質存在可用淀粉，直到藍色褪去；分析可得關系式：Cr₂O2- 7~3I₂~6S₂O2- 3，n(S₂O2- 3)=0.04L×0.12mol/L，而25ml中1/6n(S₂O2- 3)= n(Cr₂O2- 7)=0.0008mol，則250ml中含有的m(K₂Cr₂O₇)=0.0008mol×10×294g/mol=2.352g，可知質量分數為2.352g/2.500g×100%=94.08%。