Question

（2010?肇慶二模）重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）是工業生產和實驗室的重要氧化劑，工業上常用鉻鐵礦（主要成份為FeO?Cr₂O₃）為原料生產．實驗室模擬工業生產如圖：

請回答下列問題：
（1）①中發生的主要反應為：FeO?Cr₂O₃+NaOH+KClO₃

加熱

Na₂CrO₄+Fe₂O₃+KCl+H₂O
則氧化劑是

KClO₃

（寫化學式）；Na₂CrO₄的系數是

12

．
（2）在反應器①中，有Na₂CrO₄生成，同時Fe₂O₃轉變為NaFeO₂，雜質SiO₂、Al₂O₃與純堿反應轉變為可溶性鹽，其中氧化鋁與碳酸鈉加熱反應的化學方程式為

Al₂O₃+Na₂CO3

△   .

2NaAlO₂+CO₂↑

；NaFeO₂能強烈水解，在操作②生成沉淀而除去，該反應的離子方程式為

FeO₂^-+2H₂O=Fe（OH）₃↓+OH^-

．
（3）操作③調pH目的是將SiO₃^2-和AlO₂^-轉化為沉淀而除去，這兩種沉淀的化學式為

H₂SiO₃、Al（OH）₃

．
（4）稱取重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇式量為294）試樣m g配成VmL溶液，取出V₁ mL于錐形瓶中，加入適量的稀H₂SO₄和足量碘化鉀，放于暗處5min，然后加入100mL水，同時加入3mL淀粉溶液作指示劑，用c mol?L^-1Na₂S₂O₃標準溶液滴定（設雜質不反應），共用去Na₂S₂O₃標準溶液V₂mL，則所得產品中重鉻酸鉀純度的代數式為

294×c×V×V2

6×1000×V1×m

×100%

（不必化簡，相關反應為：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2- ）

Answer 1

分析：（1）根據反應的元素化合價變化判斷氧化劑，根據反應6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃

△   .

12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O判斷系數；
（2）根據Al₂O₃與純堿反應轉變為可溶性鹽，生成NaAlO₂，NaFeO₂能強烈水解，為強堿弱酸液，水解呈堿性來書寫化學方程式和離子方程式；
（3）根據水解平衡移動判斷產物；
（4）反應的關系式為Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-，根據關系式計算．

解答：解：（1）根據反應的元素化合價變化可知，反應中Cl元素的化合價由+5價降到-1價，反應中得電子，所以KClO₃為反應中的氧化劑，根據氧化還原反應中氧化劑和還原劑得失電子數目相等可寫出反應的化學方程式為6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃

△   .

12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O，則Na₂CrO₄的系數是12，故答案為：KClO₃；12；
（2）Al₂O₃與純堿反應轉變為可溶性鹽，生成NaAlO₂，反應的化學方程式為Al₂O₃+Na₂CO₃

△   .

2NaAlO₂+CO₂↑，NaFeO₂能強烈水解，為強堿弱酸液，水解呈堿性，生成氫氧化鐵沉淀，反應的離子方程式為FeO₂^-+2H₂O=Fe（OH）₃↓+OH^-，
故答案為：Al₂O₃+Na₂CO₃

△   .

2NaAlO₂+CO₂↑；FeO₂^-+2H₂O=Fe（OH）₃↓+OH^-；
（3）由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉在溶液中發生水解，SiO₃^2-+H₂O  HSiO₃^-+OH^-、HSiO₃^-+H₂O H₂SiO₃+OH^-、AlO₂^-+2H₂O  Al（OH）₃+OH^-，降低pH有利于水解平衡向正反應方向移動，當pH調到7～8時能使它們完全水解生成沉淀，
故答案為：H₂SiO₃、Al（OH）₃；
（4）由反應Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-可得反應的關系式為Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-，根據關系式計算．
     Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
     1mol   3mol  6mol
      n           cV₂×10^-3mol
n=

cV2×10-3mol

6

，則Vml含重鉻酸鉀的物質的量為

V

V1

×

cV2×10-3mol

6

，則所得產品中重鉻酸鉀純度為

294×c×V×V2

6×1000×V1×m

×100%，
故答案為：

294×c×V×V2

6×1000×V1×m

×100%．

點評：本題考查較為綜合，涉及氧化還原反應、溶解平衡以及滴定操作等問題，題目難度中等，本題注意從質量守恒的角度利用關系式法計算．