重铬酸钾(K2Cr2O7)是工业生产和实验室的重要氧化剂.实验室模拟工业生产重铬酸钾时用铬铁矿(主要成份
重铬酸钾(K2Cr2O7)是工业生产和实验室的重要氧化剂.实验室模拟工业生产重铬酸钾时用铬铁矿(主要成份为FeO?Cr2O3)、纯碱、烧碱、氯酸钾等为原料先制得铬酸钠(N...
重铬酸钾(K2Cr2O7)是工业生产和实验室的重要氧化剂.实验室模拟工业生产重铬酸钾时用铬铁矿(主要成份为FeO?Cr2O3)、纯碱、烧碱、氯酸钾等为原料先制得铬酸钠(Na2CrO4),涉及的主要反应是6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3 △ . 12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O,然后将铬酸钠转化为K2Cr2O7.其主要工艺如下:试回答下列问题:(1)在反应器①中,有Na2CrO4生成,同时Fe2O3转变为NaFeO2,杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式:______.(2)NaFeO2能强烈水解,在操作②生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:______.(3)操作③的目的是什么,用简要的文字和化学方程式说明:______.(4)操作④中,酸化时,CrO42-转化为Cr2O72-,写出平衡转化的离子方程式:______.(5)称取重铬酸钾试样2.5000g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加入10mL 2mol/LH2SO4溶液和足量碘化钾(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,则所得产品中的重铬酸钾的纯度为:______(设K2Cr2O7的摩尔质量为294g?mol-1,整个过程中其它杂质不参与反应).
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(1)Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,生成NaAlO2,反应的化学方程式为Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑,故答案为:Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑;
(2)NaFeO2能强烈水解,为强碱弱酸液,水解呈碱性,生成氢氧化铁沉淀,反应的离子方程式为FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-,故答案为:FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-;
(3)由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解,SiO32-+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应方向移动,当pH调到7~8时能使它们完全水解生成沉淀,
故答案为:由于硅酸钠和偏铝酸钠发生水解:SiO32-+2H2O?H2SiO3+2OH-(或SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-,HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-,AlO2-+H2O?Al(OH)3+OH-),降低pH值有利于平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时,使它们水解完全;
(4)在酸性环境下,CrO42-转化为Cr2O72-,即2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O,故答案为:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O;
(5)①根据反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时,碘单质恰好完全反应,溶液蓝色褪去,达到滴定终点,
故答案为:当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液蓝色褪去,半分钟内不变色;
②由反应Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可得反应的关系式为Cr2O72-~3I2~6S2O32-,根据关系式计算.
Cr2O72-~3I2~6S2O32-
1mol 3mol 6mol
n 0.1200×40×10-3mol
则250ml含重铬酸钾的物质的量为n=
×10,则所得产品中重铬酸钾纯度为
×100%=94.08%,
故答案为:94.08%.
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(2)NaFeO2能强烈水解,为强碱弱酸液,水解呈碱性,生成氢氧化铁沉淀,反应的离子方程式为FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-,故答案为:FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-;
(3)由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解,SiO32-+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应方向移动,当pH调到7~8时能使它们完全水解生成沉淀,
故答案为:由于硅酸钠和偏铝酸钠发生水解:SiO32-+2H2O?H2SiO3+2OH-(或SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-,HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-,AlO2-+H2O?Al(OH)3+OH-),降低pH值有利于平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时,使它们水解完全;
(4)在酸性环境下,CrO42-转化为Cr2O72-,即2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O,故答案为:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O;
(5)①根据反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时,碘单质恰好完全反应,溶液蓝色褪去,达到滴定终点,
故答案为:当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液时,溶液蓝色褪去,半分钟内不变色;
②由反应Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可得反应的关系式为Cr2O72-~3I2~6S2O32-,根据关系式计算.
Cr2O72-~3I2~6S2O32-
1mol 3mol 6mol
n 0.1200×40×10-3mol
则250ml含重铬酸钾的物质的量为n=
0.1200×40×10?3mol |
6 |
0.1200×40×10?3×10×294 |
6×2.5000 |
故答案为:94.08%.
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