Question

重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO?Cr2O3，杂质为SiO2、Al2O3）

重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO?Cr2O3，杂质为SiO2、Al2O3）为原料生产，实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下图．涉及的主要反应是：6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3═12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O（1）碱浸前将铬铁矿粉碎的目的是______．（2）步骤③调节pH后过滤得渣是______．（3）操作④中，酸化时，CrO42-转化为Cr2O72-，写出平衡转化的离子方程式______．（4）用简要的文字说明操作⑤加入KC1的原因______（5）目前处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法．该法是向废水中加入FeSO4?7H2O将Cr2O72-还原成Cr3+，调节pH，Fe、Cr转化成相当于FeⅡ[Fe ⅢxCr Ⅲ(2?x)]O4（铁氧磁体，罗马数字表示元素价态）的沉淀．处理1mol Cr2O72-，需加入a mol FeSO4?7H2O，下列结论正确的是______．ⅢA．x=0.5，a=8 B．x=0.5，a=10 C．x=1.5，a=8 D．x=1.5，a=10．

Answer 1

工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO?Cr₂O₃，杂质为SiO₂、Al₂O₃）为原料生产重铬酸钾：在反应器①中，6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃═12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O，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，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^-，由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解，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应方向移动，当pH调到7～8时能使它们完全水解生成沉淀，操作④中酸化时，CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，常温下重铬酸钾的溶解度较小，操作⑤中利用Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl复分解反应，得到重铬酸钾．
（1）增大接触面积会加快反应速率，碱浸前将铭铁矿粉碎的作用是增大接触面积加快反应速率，
故答案为：增大接触面积，增大反应速率；
（2）由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解，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：H₂SiO₃、Al（OH）₃；
（3）在酸性环境下，CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-，即2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
故答案为：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
（4）操作⑤加入KCl的原因是：温度对氯化钠的溶解度影响小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，利用Na₂Cr₂O₇+2KCl═K₂Cr₂O₇+2NaCl复分解反应，将溶液浓缩后，冷却，即有大量重铬酸钾结晶析出，氯化钠仍留在溶液中，可得到重铬酸钾，
故答案为：温度对氯化钠的溶解度影响小，但对重铬酸钾的溶解度影响较大，利用复分解反应，可得到重铬酸钾；
（5）处理1mol Cr₂O₇^2-，需加入a mol FeSO₄?7H₂O，根据铬原子守恒得，1mol Cr₂O₇2-完全反应后生成

2

2?x

molFe^Ⅱ[Fe^Ⅲ_x?Cr^Ⅲ_2-x]O₄，根据铁原子守恒得amol=

2(1+x)

2?x

mol①，
该反应中得失电子数相等，1mol×2×3=

2

2?x

mol×（3-2）×x，解得x=1.5，将x=1.5代入①得a=10，
故答案为：D．