Question

以铬铁矿[Fe(CrO₂)₂]为原料可制备K₂Cr₂O₇ 和金属铬。实验流程如下:

已知:2CrO₄^2-+2H⁺=Cr₂O₇^2-+H₂O。pH<3.0，CrO₄^2-含量极小。

（1）写出铬铁矿焙烧转化为Na₂CrO₄的化学反应方程式:_____________________。焙烧时不能使用陶瓷容器的原因是________________________________________。

（2）判断加入稀硫酸的量已经足量的标准是_______________________________________。

（3）操作①包括过滤和洗涤。实验室洗涤沉淀的操作是________________________________。

（4）Na₂S的作用是调节溶液的酸碱度和_____________________。

（5）Fe³⁺在pH 为3.7时可完全转化为Fe(OH)₃。在上述流程中所得Na₂Cr₂O₇溶液中含有少量Fe³⁺。请结合上图有关物质的溶解度曲线，设计由Na₂Cr₂O₇溶液制备K₂Cr₂O₇固体的实验方案(实验中须选用的试剂:硫酸溶液、NaOH溶液、KCl固体、蒸馏水):

步骤①除杂质:__________________________________________________________________；

步骤②制备K₂Cr₂O₇固体:__________________________________________________。

Answer

4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 所得Na2Cr2O7溶液的pH小于3.0 沿玻璃棒加水至浸设沉淀，待水自然滤出后重复2~3次 将重铬酸钠还原为氢氧化铬 向Na2Cr2O7溶液中加入适量NaOH溶液调节pH大于3.7，过滤 向①中滤液加入硫酸溶液至pH 小于3.0，再加入适量KCl固体，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥

【解析】 (1）根据流程图可知高温下碳酸钠、氧气与Fe(CrO2)2反应转化为NazCrO4的化学反应方程式为4Fe(CrO2)2+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2。由于陶瓷在高温下会与Na2CO3反应，所以焙烧时不能使用陶瓷容器；

（2）精确测定Na2Cr2O7溶液的pH小于3.0。

（3）洗涤沉淀在过滤器中完成，则实验室洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒加水至浸没沉淀，待水自然滤出后重复2～3次；

（4）硫离子具有还原性，则Na2S的作用除了调节溶液的酸碱度外，还有将重铬酸钠还原为氢氧化铬的作用；

（5）Na2Cr2O7的溶解度大于重铬酸钾，又因为Fe3+在pH为3.7时可完全转化为Fe(OH)3，所以结合已知信息可知由Na2Cr2O7溶液制备K2Cr2O7固体的实验方案为向Na2Cr2O7溶液中加入适量NaOH调节pH大于3.7，过滤，向滤液中加入硫酸溶液至pH小于3.0，再加入适量KCl固体，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥即可。