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铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程图:

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已知:①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O2满分5 manfen5.com8Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑;

②Na2CO3 + Al2O3满分5 manfen5.com2NaAlO2 + CO2↑;③ Cr2O72+ H2O满分5 manfen5.com2CrO42 + 2H+

(1)固体X中主要含有_________(填写化学式);要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,应该使用__________(填写仪器或试剂名称)。

(2)酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5,其目的是_________________________________。

物质

溶解度/(g/100g水)

0°C

40°C

80°C

KCl

28

40.1

51.3

NaCl

35.7

36.4

38

K2Cr2O7

4.7

26.3

73

Na2Cr2O7

163

215

376

 

(3)操作Ⅲ有多步组成,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩、               

过滤、_______、干燥。

(4)右表是相关物质的溶解度数据,操作Ⅲ发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________。

(5)酸性溶液中过氧化氢能使Cr2O72-生成蓝色的过氧化铬(CrO5分子结构为满分5 manfen5.com), 该反应可用来检验Cr2O72-的存在。写出反应的离子方程式:                                                 。

该反应                    (填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。

(6)称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液,取出25mL与碘量瓶中,加入10mL2mol/ L  H2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min。然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32—=2I-+S4O62—)。

①判断达到滴定终点的依据是                                            

②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品中重铬酸钾的纯度为          。(保留3位有效数字, K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol)。

 

答案:
(16分)(1)Fe2O3、MgO(2分,有错即为0分,少一个扣1分);pH计或精密pH试纸。(1分, 答pH试纸或广泛pH试纸不给分) (2)使CrO42-转化为Cr2O72-。(1分)   (3)冷却结晶、洗涤。(各1分) (4)K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小(1分)(或四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小)。 (5)Cr2O72- + 4H2O2 +2H+ = 2CrO5 + 5H2O (2分)       不属于(1分) (6)①溶液蓝色恰好褪色为滴定终点(2分) ②94.1%(4分,在±0.1%范围内不扣分,有效数字错扣2分) 【解析】 试题分析:(1)铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,因此加入氧气和碳酸钠发生反应为①4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑、②Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑、③Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+。氧化铁、氧化铝不溶于水,操作Ⅰ是过滤,因此得到固体X为Fe2O3、MgO。要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,普通pH试纸只能测定溶液pH到整数,是近似测定,准确测定需要用pH计或精确pH试纸。 (2)酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5,依据流程图中物质的转化和制备目的可知,结合反应平衡Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+可知,加入酸,溶液中氢离子浓度增大,平衡左移,所以目的是使CrO42-转化为Cr2O72-。 (3)对于易溶性物质,从溶液得到晶体的操作一般是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,将得到的晶体洗涤干燥即可。因此要获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到晶体。 (4)依据表中物质的溶解度数据分析对比,依据操作Ⅲ发生反应的化学方程式Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl可知,该反应之所以能发生是因为K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小(或四种物质中K2Cr2O7的溶解度最小)。 (5)酸性溶液中过氧化氢能使Cr2O72-生成蓝色的过氧化铬,由于溶液显酸性,因此反应物还有氢离子参加,根据原子守恒可知,生成物还有水生成,因此反应的离子方程式为Cr2O72- + 4H2O2 +2H+ =2CrO5 + 5H2O。根据CrO5分子结构可知,该化合物中Cr元素的化合价仍然是+6价,其中氧元素的化合价有4个-1价的,1个-2价的,因此该反应前后元素的化合价均没有发生变化,所以反应不是氧化还原反应。 (6)①由于碘单质遇淀粉显蓝色,所以根据反应I2+2S2O32—=2I-+S4O62—可知,判断达到滴定终点的依据是溶液蓝色恰好褪色且半分钟不恢复即为滴定终点。 ②根据反应Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+ 7H2O、I2+2S2O32—=2I-+S4O62—可知 Cr2O72-~~~3I2~~~6S2O32— 1mol                6mol n(K2Cr2O7)  0.1200mol/L×0.04L 即= 解得n(K2Cr2O7)=0.0008mol 所以2.500g重铬酸钾试样中重铬酸钾的物质的量=×0.0008mol=0.008mol 质量=0.008mol×294g/mol=2.352g 因此所得产品中重铬酸钾的纯度为×100%=94.1% 考点:考查工艺流程题的应用、物质的分离与提纯、氧化还原反应的判断、物质含量测定
推荐试题

(1)Fe3+可以与SCN-、CN-、F-、有机分子等形成很多的配合物。

①写出基态Fe3+的核外电子排布式                                             

②已知(CN)2是直线型分子,并有对称性,则(CN)2中π键和σ键的个数比为           

③下图是SCN-与Fe3+形成的一种配合物,画出该配合物中的配位键(以箭头表示)。

④F-不仅可与Fe3+形成[FeF6]3+,还可以与Mg2+、K+形成一种立方晶系的离子晶体(如下图)。该晶体的化学式为                                    

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(2)氨气是一种重要的化工原料。

①液氨和水类似,也能发生电离:NH3+NH3满分5 manfen5.comNH4++NH2,其离子积常数为l.0×l030。现将2.3g金属钠投入1.0 L液氨中,钠完全反应生成NaNH2,假设溶液的体积不变,所得溶液中NH4+的浓度

                                              

②已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)      △H=+180kJ·moll

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)      △H=-908 kJ·moll

写出氨气被一氧化氮氧化生成氮气和气态水的热化学方程式:                               

(3)在下图装置中,若通电一段时间后乙装置左侧电极质量增加。

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①下列说法错误的是                 

A.乙中左侧电极反应式:Cu2++2e-=Cu

B.电解一段时间后,装置丙的pH减小

C.向甲中通人适量的HCl气体,可使溶液恢复到电解前的状态

D.电解一段时间后,向乙中加入0.1molCu(OH)2可使电解质溶液复原,则电路中通过的电子为0.2mol②若将甲中溶液换成MgCl2,则电解总反应的离子方程式为                                  

③若Cu电极上质量增加2.16 g, 甲溶液体积为200mL, 则甲溶液的pH=                  

 


A、B、C、D、E、F六种短周期元素,其原子序数依次增大,其中B与C同周期,D与E和F同周期,A与D同主族,C与F同主族,C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,D是所在周期原子半径最大的主族元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体,三种是固体。请回答下列问题:

(1)C、D、F三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是(用离子符号表示)               。 (2)由A、B两种元素以原子个数比5∶1形成离子化合物X,X的电子式为                 

(3)由A、B元素形成的化合物B2A4可以与O2、KOH溶液形成原电池,该原电池负极的电极反应式为                                       

(4)①若E是金属元素,其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨,请写出反应的化学方程式:           。②若E是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,其氧化物晶体中E原子的杂化方式为      。  (5)由A、C、D、F四种元素形成的化合物Y(DAFC3)(已知A2FC3的Ka1=1.3×10-2、Ka2=6.3×10-8),则Y溶液中各离子浓度由大到小的顺序为                                     ;向Y溶液中加入一定量的NaOH,使溶液中c(AFC3-)=c(FC32-),则此时溶液呈        (填“酸性”、“碱性”或“中性”);用惰性电极电解Y的水溶液,阳极无气体产生,阳极的电极反应式为