Question

重铬酸钾是一种常见的强氧化剂。实验室以精选铬铁矿(主要成分可表示FeO·Cr₂O₃，还含有 SiO₂、 Al₂O₃ 等杂质)为原料制备重铬酸钾晶体(K₂Cr₂O₇，式量294)的流程如下：

请回答下列问题：

操作1中发生的反应有：

4FeO·Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂↑；

Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑；Na₂CO₃+SiO₂Na₂SiO₃+CO₂↑

该步骤在常温下的反应速度较慢，为使反应速率增大，可采取的两条措施是____________。

(2)固体Y 中主要含有______________。(填写化学式)

(3)酸化步骤使含铬物质发生了转化，请写出离子反应方程式______________________。

(4)操作 4 中的化学反应在溶液中能发生的可能理由是_________________________；获得 K₂Cr₂O₇ 晶体的操作依次是：加入KCl 固体，在水浴上加热浓缩至______________，冷却结晶，抽滤，洗涤，干燥。

(5)通过下列实验可测定产品中重铬酸钾的质量分数：称取重铬酸钾试样 1.470g，用100mL 容量瓶配制成溶液。移取25.00mL 溶液于碘量瓶中，加入适里稀硫酸和足量碘化钾(铬的还原产物为 Cr³⁺)，放于暗处 5min。然后加入一定量的水，加入淀粉指示剂，用0.1500mol/L 标准溶液滴定，共消耗标准液36.00mL。滴定时发生的反应的离子方程式为：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；则所测产品中重铬酸钾的纯度为_____________。

(6)有关上述实验过程中涉及的部分实验操作的描述，正确的是_________．

A．粗产品若要进一步提纯，可以采用重结晶的方法

B. 配制溶液时，用托盘天平称取试样后，一般经溶解、转移(含洗涤)、定容等步骤，配制成100mL溶液

C．滴定时，当最后一滴标准溶液滴入时，溶液变为蓝色，且半分钟内不变色，可判断滴定终点

D．滴定终点时俯视读数，测定结果偏低

Answer

(1)升高温度、将原料粉碎(或使用催化剂)；

(2)Al(OH)3、 H2SiO3；

(3)2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O；

(4)该条件下，K2Cr2O7 的溶解度较小；溶液表面出现晶膜(或溶液中析出固体)

(5)72.00%；

(6)AD。

【解析】

试题分析：(1)操作1中为使反应速率增大，可采取的两条措施是升高温度、将原料粉碎(或使用催化剂)，故答案为：升高温度、将原料粉碎(或使用催化剂)；

(2)根据上面的分析可知，固体Y的成份为Al(OH)3、H2SiO3，故答案为：Al(OH)3、H2SiO3；

(3)结合流程图可知，酸化为了转化CrO42-离子为Cr2O72-，反应的离子方程式为2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，故答案为：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；

(4)操作4是向含Cr2O72-的溶液中加入氯化钾，生成溶解度极小的K2Cr2O7，所以该反应在溶液中能发生的可能理由是在该条件下，K2Cr2O7的溶解度较小，从K2Cr2O7溶液中获得晶体，要将溶液蒸发浓缩到有少量晶体析出再冷却结晶，故答案为：该条件下，K2Cr2O7的溶解度较小；溶液表面出现晶膜(或溶液中析出固体)；

(5)根据实验步骤可知，用碘化钾Cr2O72-将还原成Cr3+，根据电子得失守恒有关系式Cr2O72-～3I2，再用Na2S2O3标准溶液滴定( I2+2S2O32-═2I-+S4O62-)，所以有关系式Cr2O72-～3I2～6S2O32-，Na2S2O3的物质的量为0.1500mol/L×36.00mL=5.4×10-3 mol，所以样品中K2Cr2O7的物质的量×5.4×10-3 mol×=3.6×10-3 mol，样品中K2Cr2O7的纯度为×100%=72%，故答案为：72%；

(6)A．粗产品中可能含有氯化钠杂质，所以若要进一步提纯，可以用重结晶的方法，故A正确；B．配制溶液时，用托盘夭平称取试样后，一般经溶解、转移(含洗涤)、定容、摇匀等步骤，配制成100mL溶液，故B错误；C．滴定时，用Na2S2O3滴定I2，滴定终点时溶液由蓝色变为无色，故C错误；D．滴定终点时俯视读数，测定结果偏低，读取的标准液体积偏小，所以测得的结果偏低，故D正确，故选AD。

【考点定位】考查物质制备流程和方案的设计

【名师点晴】本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，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、碳酸钠固体通过在氧气中焙烧，生成Na2CrO4、Fe2O3、Na2SiO3、MgO和NaAlO2的混合固体和二氧化碳气体，所以操作1为焙烧，然后加水浸取，过滤得固体Fe2O3、MgO和溶液Na2CrO4、NaAlO2、Na2SiO3，操作2为过滤，固体X为Fe2O3、MgO，再调节溶液的PH到7-8，使偏铝酸盐生成氢氧化铝沉淀，硅酸钠变为硅沉淀，所以固体Y为Al(OH)3、H2SiO3，继续调节溶液的PH使CrO42-转化为Cr2O72-，最后向所得溶液中加入氯化钾，生成溶解度极小的K2Cr2O7。