重铬酸钾(K2Cr2O7)为用途极广的铬化合物。铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7晶体的过程
如下图所示:
已知:①K2Cr2O7有强氧化性
②NaFeO2遇水强烈水解
③Cr2O72-+ H2O 2CrO42- +
2H+
请回答:
(1)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是
。
(2)滤液1的成分除NaOH、Na2CrO4外,还含有(填化学式)
;
生成滤渣1中红褐色物质的反应离子方程式是
。
(3)由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应加入的试剂是 。
(4)向Na2Cr2O7溶液中加入K2SO4固体,发生复分解反应而制得K2Cr2O7。生成K2Cr2O7晶体的过程是:加热浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。试简述此法能够制得K2Cr2O7晶体的原因是:
;
洗涤时应选用 (选填字母)。
A.蒸馏水
B.酒精 C.稀硫酸
D.饱和K2SO4溶液
(5 )工业上常用Fe2+处理酸性K2Cr2O7废水,先将Cr2O72— 转化为Cr3+,该反应的离子方程式为
,再调节溶液的pH使金属离子生成沉淀而除去。
答案:
(1)4FeO•Cr2O3 + 7O2 + 20NaOH8Na2CrO4 + 4NaFeO2 — + 10H2O(2分)
(2)NaAlO2、Na2SiO3 (2分); FeO2— + 2H2O=OH —+ Fe(OH)3↓(2分)
(3)(稀)硫酸(1分)
(4)同温下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7,冷却时会结晶析出(2分); A(1分)
(5)6Fe2+ + Cr2O72— + 14H+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O(2分)
【解析】
试题分析:(2)由题目信息可知,铬铁矿的主要成分FeO•Cr2O3,含有SiO2、Al2O3等杂质,SiO2与NaOH发生反应生成Na2SiO3,Al2O3与NaOH发生反应,生成NaAlO2,故还含有Na2SiO3、NaAlO2。滤渣1中红褐色物质是由于NaFeO2水解生成氢氧化钠与氢氧化铁,反应方程式为NaFeO2+2H2O═NaOH+Fe(OH)3,
(3)由工艺流程可知,Na2CrO4在酸性条件下转化为Na2Cr2O7,故需加入的物质为稀硫酸。
(4)Na2Cr2O7溶液中加入K2SO4固体能够发生复分解反应,说明同温下K2Cr2O7晶体的溶解度小于Na2Cr2O7,便于结晶析出晶体。
考点:制备实验方案的设计;常见金属元素的单质及其化合物的综合应用