重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO?Cr2O3,杂质为SiO2、Al2O3)

2025-04-03 13:18:00
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回答1:

工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO?Cr2O3,杂质为SiO2、Al2O3)为原料生产重铬酸钾:在反应器①中,6FeO?Cr2O3+24NaOH+7KClO3═12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O,有Na2CrO4生成,同时Fe2O3转变为NaFeO2,杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,NaFeO2能强烈水解,为强碱弱酸液,水解呈碱性,生成氢氧化铁沉淀,反应的离子方程式为FeO2-+2H2O=Fe(OH)3↓+OH-,由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解,SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-、HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-、AlO2-+2H2O?Al(OH)3+OH-,降低pH有利于水解平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时能使它们完全水解生成沉淀,操作④中酸化时,CrO42-转化为Cr2O72-,常温下重铬酸钾的溶解度较小,操作⑤中利用Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl复分解反应,得到重铬酸钾.
(1)增大接触面积会加快反应速率,碱浸前将铭铁矿粉碎的作用是增大接触面积加快反应速率,
故答案为:增大接触面积,增大反应速率;
(2)由于硅酸钠和偏铝酸钠在溶液中发生水解,SiO32-+H2O?HSiO3-+OH-、HSiO3-+H2O?H2SiO3+OH-、AlO2-+2H2O?Al(OH)3+OH-,降低pH有利于水解平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时能使它们完全水解生成沉淀,
故答案为:H2SiO3、Al(OH)3
(3)在酸性环境下,CrO42-转化为Cr2O72-,即2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O;
故答案为:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O;
(4)操作⑤加入KCl的原因是:温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,利用Na2Cr2O7+2KCl═K2Cr2O7+2NaCl复分解反应,将溶液浓缩后,冷却,即有大量重铬酸钾结晶析出,氯化钠仍留在溶液中,可得到重铬酸钾,
故答案为:温度对氯化钠的溶解度影响小,但对重铬酸钾的溶解度影响较大,利用复分解反应,可得到重铬酸钾;
(5)处理1mol Cr2O72-,需加入a mol FeSO4?7H2O,根据铬原子守恒得,1mol Cr2O72-完全反应后生成

2
2?x
molFe[Fex?Cr2-x]O4,根据铁原子守恒得amol=
2(1+x)
2?x
mol①,
该反应中得失电子数相等,1mol×2×3=
2
2?x
mol×(3-2)×x,解得x=1.5,将x=1.5代入①得a=10,
故答案为:D.