Question

重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr₂O₃，还含有硅、铝等杂质。实验室由铬铁矿粉制备重酪酸流程如图所示：

已知步骤①的主要反应为：

 

（未配平）。有关物质的溶解度如图所示。

回答下列问题：

（1）滤渣2的主要成分是_________及含硅杂质。

（2）步骤④调滤液2的pH最合适的试剂是______________。

A.H₂SO₄溶液   B.KOH溶液   C.浓盐酸       D.K₂CO₃粉末

如何最简单的方法粗略判断pH已调至合适范围_________________。

（3）向“滤液3”中加入适量KCl，蒸发浓缩至_____________________，停止加热，然后冷却结晶，得到的K₂Cr₂O₇固体产品。

（4）本实验过程中多次用到抽滤的装置，下列关于抽滤的说法正确的是_______。

A.抽滤时，先用倾析法转移溶液，开大水龙头，待溶液快流尽时再转移沉淀

B．右图抽滤装置中只有2处错误

C．抽滤得到的滤液应从吸滤瓶的支管口倒出

D．洗涤沉淀时，应开大水龙头，使洗涤剂快速通过沉淀，减小沉淀的损失。

（5）某同学用mg铬铁矿粉（含Cr₂O₃ 40%）制备K₂C r₂O₇，为了测定产率，该同学设计了以下实验：将所有产品加水溶解并定容于500mL容量瓶中，移取25.00mL于碘量瓶（一种带塞的锥形瓶）中，加入过量2mol·L^-1H₂SO₄，再加1.1KI，加塞摇匀，充分反应后铬完全以Cr³⁺存在，于暗处静置5min后，加指示剂，用0.0250mol·L-1标准Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL。（已知：2 Na₂S₂O₃+I2=Na₂S₄O₆+2NaI）若滴定时振荡不充分，刚看到局部变色就停止滴定，则会使产量的测量结果__________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。计算该同学的产量_____________x100%（用含是m的式子表示，要求化简，m的系数保留两位小数）

Answer

Al(OH)3 A 溶液的颜色显橙红色，继续滴加酸后颜色没有明显变化 表面出现晶膜 AB 偏低 0.63/m

【解析】铬铁矿的主要成分为FeO•Cr2O3，还含有硅、铝等杂质，制备重铬酸钾，由制备流程可知，步骤①的主要反应为FeO•Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2，Cr元素的化合价由+3价升高为+6价，Fe元素的化合价由+2价升高为+3价，N元素的化合价由+5价降低为+3价，由电子、原子守恒可知，反应为2FeO•Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2，该步骤中若使用陶瓷，二氧化硅与碳酸钠高温下反应生成硅酸钠和二氧化碳，则使用铁坩埚，熔块水浸过滤分离出滤渣1含Fe2O3，滤液1中含NaAlO2、Na2CrO4，调节pH过滤分离出Al(OH)3、Si，滤液2中含Na2CrO4，④中调节pH发生2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O，滤液3含Na2Cr2O7，由水中的溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7，可知⑤中向Na2Cr2O7溶液中加入KCl固体后得到K2Cr2O7；

(1)由上述分析可知，滤渣2的主要成分是Al(OH)3及含硅杂质；

(2))步骤④中调节pH发生2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O，则需要滴加稀酸溶液促进平衡正向移动，而Cl-在酸性条件下能被Cr2O72-氧化，则应选择稀硫酸，答案为A；当溶液的颜色显橙红色，继续滴加酸后颜色没有明显变化，说明pH已调至合适范围；

(3)“滤液3”中加入适量KCl，当蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时，停止加热，再冷却结晶，得到K2Cr2O7；

(4)A．向布氏漏斗中转移混合物时应先用倾析法转移溶液，然后开大水龙头，使吸滤瓶中气压减小，加快过滤的速度，待溶液快流尽时再转移沉淀，故B正确；B．装置中布氏漏斗下端不能与支管口在同一水面内，另外抽滤瓶导管伸入瓶内部分，是左短右长，则共有2处错，故B正确；C．抽滤得到的滤液应从吸滤瓶瓶口倒出，故C错误；D．洗涤沉淀时，应开小水龙头，使洗涤剂缓慢通过沉淀，以减小沉淀的损失，故D错误；答案为AB；

(5)根据Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O和2Na2S2O3+I2 == Na2S4O6+2NaI，得关系式：Cr2O72-~~~3I2~~~6Na2S2O3，则样品中K2Cr2O7的物质的量为0.0250mol·L–1×0.02L××=mol，m g铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)理论制得K2Cr2O7的物质的量为×2÷2=mol，则产率为== 。