Question

工业上用铬铁矿（主要成分FeO•Cr2O3，杂质为SiO2、Al2O3等）生产重铬酸钾（化学式K2Cr2O，）的流程如下

Answer 1

解题思路：（1）由题目信息可知，铬铁矿的主要成分FeO•Cr₂O₃，含有SiO₂、Al₂O₃等杂质，SiO₂、Al₂O₃与NaOH发生反应；

（2）NaFeO₂会发生强烈水解，生成固体B，可推知NaFeO₂水解生成氢氧化钠与氢氧化铁；

（3）由工艺流程可知，固体C中含有氢氧化铝与硅酸，氢氧化铝溶液强酸强碱，硅酸溶于强碱、不能与酸（HF除外）反应，据此判断；

（4）由工艺流程可知，Na₂CrO₄在酸性条件下转化为Na₂Cr₂O₇，根据元素守恒还有氯化钠生成；

（5）元素化合价在反应前后发生变化的反应属于氧化还原反应；

（6）一定温度下，溶液中c²（K⁺）•c（Cr₂O^2-₇）为定值，根据20℃时K₂Cr₂O₇饱和溶液浓度为0.4mol•L^-1，计算c²（K⁺）•c（Cr₂O^2-₇）的值，据此计算．

（1）由题目信息可知，铬铁矿的主要成分FeO•Cr₂O₃，含有SiO₂、Al₂O₃等杂质，SiO₂与NaOH发生反应生成Na₂SiO₃，Al₂O₃与NaOH发生反应，生成NaAlO₂，故还含有Na₂SiO₃、NaAlO₂，

故答案为：Na₂SiO₃、NaAlO₂；

（2）NaFeO₂水解生成氢氧化钠与氢氧化铁，反应方程式为NaFeO₂+2H₂O═NaOH+Fe（OH）₃，故答案为：NaFeO₂+2H₂O═NaOH+Fe（OH）₃；

（3）由工艺流程可知，固体C中含有氢氧化铝与硅酸，氢氧化铝溶液强酸强碱，硅酸溶于强碱、不能与酸（HF除外）反应，故应加入盐酸，将氢氧化铝转化为偏铝酸钠，再过滤分离，

故选：C；

（4）由工艺流程可知，Na₂CrO₄在酸性条件下转化为Na₂Cr₂O₇，根据元素守恒还有氯化钠生成，故答案为：NaCl；

（5）由工艺流程可知，第①步反应中，铁元素、铬元素、氧元素化合价反应变化，属于氧化还原反应，其它各步反应中元素的化合价未变化，不属于氧化还原反应，

故答案为：①；

（6）20℃时K₂Cr₂O₇饱和溶液浓度为0.4mol•L^-1，该温度下c²（K⁺）•c（Cr₂O^2-₇）=0.8²•0.4=0.256，所以使K⁺离子浓度达到4mol•L^-1（保持温度20℃），溶液F中Cr₂O^2-₇离子的浓度最大为

0.256

42mol/L=0.016mol/L，故答案为：0.016mol/L．

点评：

本题考点： 制备实验方案的设计；常见金属元素的单质及其化合物的综合应用．

考点点评： 本题考查学生对工艺流程的理解、阅读题目获取信息能力、物质推断、化学用语、化学计算、氧化还原反应等，综合性较大，难度中等，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识、信息进行解决问题的能力．