鉻鐵礦(FeCr2O4)中含有Al2O3、Fe2O3等雜質,以鉻鐵礦為原料製備重鉻*鉀(K2Cr2O7)的工藝...

問題詳情：

鉻鐵礦(FeCr2O4)中含有Al2O3、Fe2O3等雜質,以鉻鐵礦為原料製備重鉻*鉀(K2Cr2O7)的工藝流程示意圖如下(部分*作和條件略):

(1)鉻鐵礦(FeCr2O4)改寫為氧化物的形式為______________________。

(2)反應①中發生了兩個主要反應,其中一個主要反應的化學方程式為Na2CO3 + Al2O3 2NaAlO2 + CO2↑，另一個主要反應的化學方程式為_____________________。

(3)寫出反應②中生成固體B的離子方程式_______________________。

(4)下表是相關物質的溶解度資料: 

pH﹤5時,發生反應的化學方程式之一為Na2Cr2O7 + 2KCl  K2Cr2O7 + 2NaCl。該反應能發生的理由是____________________________________________________________________________。

(5)某種酒精測試儀中，K2Cr2O7在**條件下將乙醇氧化為乙*,自身被還原為三價鉻離子,該反應的離子方程式為__________________________________。

(6)已知Ksp[Fe(OH)3] ＝ 4.0×10-38，Ksp[Cr(OH)3] ＝ 6.0×10-31 。含鉻廢渣廢水的隨意排放對人類生活環境有極大的危害,電解法是處理鉻汙染的一種方法,電解時,在*極區有Fe(OH)3和Cr(OH)3沉澱生成,已知電解後的溶液中c(Cr3+)為3.0×10-5 mol·L-1,則溶液中c(Fe3+)為________mol·L-1。

【回答】

【*】    (1). FeO•Cr2O3    (2). 4FeCr2O4+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2    (3). AlO2-+CH3COOH+H2O= Al(OH)3↓+CH3COO-    (4). K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小，且溫度對*化*的溶解度影響較小，但對重鉻*鉀的溶解度影響較大，利用複分解反應在低溫下可以得到重鉻*鉀    (5). 2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H+=3CH3COOH +4Cr3++11H2O    (6). 2.0×10-12

【解析】

【分析】

(1)鉻鐵礦(FeCr2O4)可以拆成FeO•Cr2O3；

(2)由框圖可知，加入碳**後將鉻鐵礦轉化為Fe2O3，同時生成Na2CrO4，據此分析；

(3)反應①中得到NaAlO2，加入CH3COOH後，除去了鋁離子，故產物為*氧化鋁，據此分析；

(4)結合表中 K2Cr2O7、Na2Cr2O7、NaCl的溶解度進行分析；

(5)K2Cr2O7在**條件下將乙醇氧化為乙*，自身被還原為三價鉻離子，據此分析；

(6)結合Ksp[Fe(OH)3] ＝ 4.0×10-38，Ksp[Cr(OH)3] ＝ 6.0×10-31，計算c(Cr3+)為3.0×10-5 mol·L-1時，*氧根離子的濃度，進而求出c(Fe3+)；

【詳解】（1）鉻鐵礦中鐵元素為+2價，鉻元素為+3價，所以FeCr2O4改寫為氧化物的形式為FeO•Cr2O3；

（2）鉻鐵礦中除雜質發生反應，FeCr2O4也在空氣中發生氧化還原反應，根據框圖推斷反應為：4FeCr2O4+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2；

（3）反應②加*AlO2-會生成Al(OH)3沉澱，所以生成固體B的離子方程式：AlO2-+CH3COOH+H2O= Al(OH)3↓+CH3COO-；

（4）K2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小，且溫度對NaCl的溶解度影響較小，但對K2Cr2O7的溶解度影響較大，隨著溫度的降低K2Cr2O7的溶解度迅速降低產生沉澱，溶液中複分解反應平衡被打破，反應向右進行，所以在低溫下可以得到K2Cr2O7。

（5）K2Cr2O7在**條件下將乙醇氧化為乙*，自身被還原為三價鉻離子，該反應的離子方程式為2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H+=3CH3COOH +4Cr3++11H2O；

（6）電解後的溶液中c(Cr3+)為3.0×10-5 mol·L-1，所以溶液中c(OH-)=，c(Fe3+)=Ksp(Fe(OH)3)/c3(OH-)，所以c(Fe3+)=[Ksp(Fe(OH)3)/ Ksp(Cr(OH)3) ]×c(Cr3+)=(4.0×10-38/6.0×10-31)×(3.0×10-5)mol/L=2.0×10-12mol/L。

【點睛】本題為工藝流程圖題，同時考查了AlO2-的*質。向偏鋁**溶液中加入*溶液時，偏鋁*根與*反應分為兩步：第一步，AlO2-與水、H+反應，生成Al(OH)3沉澱，若此時還有H+，則會發生第二步反應，Al(OH)3與H+發生中和反應生成Al3+和水。故用偏鋁*鹽製備*氧化鋁時要控制好pH。

知識點：金屬元素的單質及其化合物

題型：綜合題