Question

重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇）是工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室的重要氧化劑．實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)重鉻酸鉀時(shí)用鉻鐵礦（主要成份為FeO?Cr₂O₃）、純堿、燒堿、氯酸鉀等為原料先制得鉻酸鈉（Na₂CrO₄），涉及的主要反應(yīng)是6FeO?Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃ 12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O，然后將鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為K₂Cr₂O₇．其主要工藝如下：

試回答下列問(wèn)題：
（1）在反應(yīng)器①中，有Na₂CrO₄生成，同時(shí)Fe₂O₃轉(zhuǎn)變?yōu)镹aFeO₂，雜質(zhì)SiO₂、Al₂O₃與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}，寫(xiě)出氧化鋁與碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式：______．
（2）NaFeO₂能強(qiáng)烈水解，在操作②生成沉淀而除去，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：______．
（3）操作③的目的是什么，用簡(jiǎn)要的文字和化學(xué)方程式說(shuō)明：______．
（4）操作④中，酸化時(shí)，CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，寫(xiě)出平衡轉(zhuǎn)化的離子方程式：______．
（5）稱(chēng)取重鉻酸鉀試樣2.5000g配成250mL溶液，取出25.00mL于碘量瓶中，加入10mL 2mol/LH₂SO₄溶液和足量碘化鉀（鉻的還原產(chǎn)物為Cr³⁺），放于暗處5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol/LNa₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-．
①判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的依據(jù)是：______；
②若實(shí)驗(yàn)中共用去Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL，則所得產(chǎn)品中的重鉻酸鉀的純度為：______（設(shè)K₂Cr₂O₇的摩爾質(zhì)量為294g?mol^-1，整個(gè)過(guò)程中其它雜質(zhì)不參與反應(yīng)）．

Answer 1

解：（1）Al₂O₃與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}，生成NaAlO₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al₂O₃+Na₂CO₃ 2NaAlO₂+CO₂↑，故答案為：Al₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+CO₂↑；
（2）NaFeO₂能強(qiáng)烈水解，為強(qiáng)堿弱酸液，水解呈堿性，生成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的離子方程式為FeO₂^-+2H₂O=Fe（OH）₃↓+OH^-，故答案為：FeO₂^-+2H₂O=Fe（OH）₃↓+OH^-；
（3）由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉在溶液中發(fā)生水解，SiO₃^2-+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應(yīng)方向移動(dòng)，當(dāng)pH調(diào)到7～8時(shí)能使它們完全水解生成沉淀，
故答案為：由于硅酸鈉和偏鋁酸鈉發(fā)生水解：SiO₃^2-+2H₂O?H₂SiO₃+2OH^-（或SiO₃^2-+H₂O?HSiO₃^-+OH^-，HSiO₃^-+H₂O?H₂SiO₃+OH^-，AlO₂^-+H₂O?Al（OH）₃+OH^-），降低pH值有利于平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，當(dāng)pH調(diào)到7～8時(shí)，使它們水解完全；
（4）在酸性環(huán)境下，CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，即2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；
（5）①根據(jù)反應(yīng)：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液時(shí)，碘單質(zhì)恰好完全反應(yīng)，溶液藍(lán)色褪去，達(dá)到滴定終點(diǎn)，
故答案為：當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏瘟虼�硫酸鈉溶液時(shí)，溶液藍(lán)色褪去，半分鐘內(nèi)不變色；
②由反應(yīng)Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-可得反應(yīng)的關(guān)系式為Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-，根據(jù)關(guān)系式計(jì)算．
Cr₂O₇^2-～3I₂～6S₂O₃^2-
1mol 3mol 6mol
n 0.1200×40×10^-3mol
則250ml含重鉻酸鉀的物質(zhì)的量為n=×10，則所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀純度為×100%=94.08%，
故答案為：94.08%．
分析：（1）Al₂O₃與純堿反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}偏鋁酸鈉和二氧化碳；
（2）NaFeO₂能強(qiáng)烈水解，生成氫氧化鐵和氫氧化鈉；
（3）硅酸鈉和偏鋁酸鈉易發(fā)生水解，根據(jù)水解平衡移動(dòng)原理來(lái)回答；
（4）在酸性環(huán)境下，CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，據(jù)此來(lái)書(shū)寫(xiě)方程式；
（5）根據(jù)反應(yīng)：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-，碘單質(zhì)遇到淀粉時(shí)，溶液的藍(lán)色消失，據(jù)此來(lái)回答并計(jì)算純度．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生有關(guān)鹽的水解以及滴定實(shí)驗(yàn)等方面的綜合知識(shí)，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，難度較大．