Question

化工原料红矾钠(重铬酸钠：Na₂Cr₂O₇•2H₂O)主要是以铬铁矿(主要成份为 FeO•Cr₂O₃，还含有A1₂O₃、SiO₂ 等杂质)为主要原料生产，其主要工艺流程如下：

步骤①中主要反应的化学方程式为：4FeO•Cr₂O₃＋8Na₂CO₃＋7O₂ =8Na₂CrO₄＋2Fe₂O₃＋8CO₂

（1）杂质 A1₂O₃、SiO₂在①中转化后经加水过滤进入滤液，写出 A1₂O₃在①中转化的化学反应方程式____________________________________。

（2）用化学平衡移动原理说明③中煮沸的作用是____________(用离子方程式结合文字说明)

（3）⑤中酸化是使 CrO₄^2一转化为 Cr₂O₇^2一，若1L酸化后所得溶液中含铬元素的质量为 28.6 g，CrO₄^2-有转化为 Cr₂O₇^2-。

①酸化后所得溶液中 c(Cr₂O₇^2- )＝________

②工业上也可设计图示装置(两极均为惰性电极)电解Na₂CrO₄溶液制取 Na₂Cr₂O₇，图中右侧电极的电极反应式为_________________________。若电解前两侧溶液的质量相等，则当电解过程中转移了1mol 电子时两侧溶液的质量差为______________g

Answer

（1）Al2O3＋Na2CO32NaAlO2＋CO2↑

（2）水解吸热，煮沸促进AlO2－ +2H2OAl(OH) 3 +OH－，SiO32－ +H2OHSiO3－+OH－ 水解平衡向右移动，生成氢氧化铝、硅酸沉淀

（3）①0.25 mol·L-1 ② 4OH- -4e－= O2 +2H2O 或 2H2O-4e－=O2 + 4H+ 53g

【解析】

试题分析：铬铁矿(主要成分为FeO•Cr2O3，还含有Al2O3、SiO2等杂质)加入碳酸钠煅烧，可生成Na2CrO4、Fe2O3、NaAlO2、Na2SiO3等，加入水浸取，得到滤渣1为Fe2O3，过滤后将滤液稀释、煮沸、调节pH7～8得到滤渣2为Al(OH)3、H2SiO3，过滤后将滤液酸化，发生了反应2Na2CrO4+H2SO4⇌Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O，生成了Na2Cr2O7和Na2SO4，蒸发结晶得到硫酸钠，冷却结晶得到Na2Cr2O7•2H2O；

（1）杂质Al2O3在①中转化的化学反应方程式为Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑；

（2）滤液中含有NaAlO2、Na2SiO3等，都为强碱弱酸盐，加热煮沸，促进水解平衡AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-、SiO32-+2H2OH2SiO3+2OH-向右移动，生成氢氧化铝、硅酸沉淀；

（3）①若1L酸化后所得溶液中含铬元素的质量为 28.6 g，n(Cr)==0.55mol，CrO42-有转化为 Cr2O72-，生成n(Cr2O72-)=0.55mol××=0.25mol， c(Cr2O72- )＝0.25mol÷1L=0.25mol/L；

②根据2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7，需要通过电解生成H+提高溶液的酸性，说明在该电极是阳极，连接电源的正极，电极反应式为2H2O-4e-=O2+4H+，通电完成后，若转移1mol电子，阳极电极反应：4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极电极反应2H++2e-=H2↑，2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，设原来溶液质量相同为m，依据溶液中电荷守恒，电解过程中左池中的Na+会向右池移动，则阴极区和阳极区的质量差=m-0.5mol×2g/mol+1mol×23g/mol-(m-0.25mol×32g/mol-1mol×23g/mol)=53g。

【考点定位】考查了物质制备流程和方案的分析判断，侧重物质性质的考查与应用。

【名师点晴】注意把握题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键；铬铁矿(主要成分为FeO•Cr2O3，还含有Al2O3、SiO2等杂质)加入碳酸钠煅烧，可生成Na2CrO4、Fe2O3、NaAlO2、Na2SiO3等，加入水浸取，得到滤渣1为Fe2O3，过滤后将滤液稀释、煮沸、调节pH7～8得到滤渣2为Al(OH)3、H2SiO3，过滤后将滤液酸化，发生了反应2Na2CrO4+H2SO4⇌Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O，生成了Na2Cr2O7和Na2SO4，蒸发结晶得到硫酸钠，冷却结晶得到Na2Cr2O7•2H2O，据此分析解答。