Question

铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的流程图：

已知：Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑；

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

回答下列问题：

（1）固体X中主要含有________________（填写化学式）。

（2）固体Y中主要含有氢氧化铝，请写出调节溶液的pH＝7～8时生成氢氧化铝的离子方程式：____________________________________________________________。

（3）酸化的目的是使CrO₄²⁻转化为Cr₂O₇²⁻，若将醋酸改用稀硫酸，写出该转化的离子方程式：___________________________________________________________。

（4）操作Ⅲ有多步组成，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、__________、过滤、_______、干燥。

（5）酸性溶液中过氧化氢能使Cr₂O₇²⁻生成蓝色的过氧化铬（CrO₅分子结构为），该反应可用来检验Cr₂O₇²⁻的存在。写出反应的离子方程式：___________________________，该反应_________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。

（6）在化学分析中采用K₂CrO₄为指示剂，以AgNO₃标准溶液滴定溶液中的Cl⁻，利用Ag⁺与CrO₄²⁻生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl⁻恰好完全沉淀（浓度等于1.0×10⁻⁵ mol·L⁻¹）时，溶液中c(Ag⁺)为_______mol·L⁻¹，此时溶液中c(CrO₄²⁻)等于_________mol·L⁻¹。（已知Ag₂CrO₄、AgCl的K_sp分别为2.0×10⁻¹²和2.0×10⁻¹⁰）。

Answer

Fe2O3、MgO CH3COOH+AlO2−+H2O＝Al(OH)3↓+CH3COO− 2CrO42−+2H+＝Cr2O72−+H2O 冷却结晶 洗涤 Cr2O72−+4H2O2+2H+＝2CrO5+5H2O 不属于 2.0×10−5 5.0×10−3

【解析】试题分析：由题中信息可知，铬铁矿与碳酸钠一起焙烧时，其主要成分和氧化铝可与碳酸钠等发生反应转化为铬酸钠、偏铝酸钠、氧化铁，反应混合物经水浸后过滤，除去不溶物氧化铁、氧化镁等；滤液经醋酸调pH至7~8，偏铝酸钠转化为氢氧化铝沉淀，过滤除去氢氧化铝；再向滤液中加醋酸调pH至小于5，铬酸钠转化为重铬酸钠；加入氯化钾与重铬酸钠发生复分解反应生成重铬酸钾，分离提纯得到重铬酸钾晶体。

（1）固体X中主要含有Fe2O3、MgO。

（2）固体Y中主要含有氢氧化铝，调节溶液的pH＝7～8时生成氢氧化铝的离子方程式为CH3COOH+AlO2−+H2O＝Al(OH)3↓+CH3COO−。

（3）酸化的目的是使CrO42−转化为Cr2O72−，若将醋酸改用稀硫酸，该转化的离子方程式为2CrO42−+2H+＝Cr2O72−+H2O。

（4）操作Ⅲ有多步组成，获得K2Cr2O7晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

（5）酸性溶液中过氧化氢能使Cr2O72−生成蓝色的过氧化铬（CrO5分子结构为），该反应可用来检验Cr2O72−的存在。反应的离子方程式为Cr2O72−+4H2O2+2H+＝2CrO5+5H2O，由CrO5的结构式可知，其中Cr的化合价为+6，该反应中没有任何一种元素的化合价发生变化，故该反应不属于氧化还原反应。

（6）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl−，利用Ag+与CrO42−生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中Cl−恰好完全沉淀（浓度等于1.0×10−5 mol·L−1）时，溶液中c(Ag+)为2.0×10−5mol·L−1，此时溶液中c(CrO42−)等于=5.0×10−3mol·L−1。