题目

题型：不详难度：来源：

以含有Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质的铬铁矿[主要成份为Fe（CrO₂）₂]为主要原料生产重铬酸钠晶体（ Na₂Cr₂O₇·2H₂O）的主要工艺流程如下：

己知：铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na₂CrO₄和一种红棕色固体，同时释放出CO₂气体，同时A1₂O₃+Na₂CO₃2NaAlO₂+CO₂↑。请回答：
（1）在铬铁矿Fe（CrO₂）₂中，Cr的化合价为____。
（2）滤渣1的成分为________，滤渣2的成分为____。
（3）将滤渣l放入稀硫酸溶解后得溶液W，检验该溶液中金属离子的方法是       。
（4）铬铁矿中的Al₂O₃杂质在工业上可用来冶炼铝，该化学方程式为
（5）根据有关国家标准，含CrO₄^2－的废水要经化学处理，使其浓度降至5．0×10^－7 mo1/L以下才能排放。含CrO₄^2－的废水处理通常有以下两种方法。
①沉淀法：加入可溶性钡盐生成BaCrO₄沉淀，再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba²⁺。加入可溶性钡盐后的废水中Ba²⁺的浓度应不小于          mol/L，后续废水处理方能达到国家排放标准。
②还原法：。写出酸性条件下 CrO₄^2－与绿矾在溶液中反应的离子方程式                  。
（6）某高效净水剂是由K₂FeO₄得到的，工业上以溶液W、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K₂FeO₄，该反应的化学方程式是               。

答案

（1）+3（1分）
（2）Fe₂O₃  Al（OH）₃（各1分）（其它合理答案也可）
（3）取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，证明有Fe³⁺（其它合理答案也可）（2分）
（4）2 Al₂O₃4Al + 3O₂↑（1分）
（5）①2．4×10^－4（2分）②CrO₄^2－＋3Fe²⁺＋8H⁺＝Cr³⁺＋3Fe³⁺＋4H₂O（3分）
（6）Fe₂（SO₄）₃ + 3KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 3K₂SO₄ + 3KCl + 5H₂O（3分）

解析

试题分析：（1）在铬铁矿Fe（CrO₂）₂中，Fe的化合价为+2，所以Cr的化合价为+3，
（2）含杂质的铬铁矿经煅烧、溶于水后，只有氧化铁不溶于水，作为滤渣除去，所以滤渣1的成分是Fe₂O₃，此时溶液为Na₂CrO₄和 NaAlO₂的混合液，通入CO₂气体会和NaAlO₂反应产生Al（OH）₃，所以滤渣2的成分是Al（OH）₃，
（3）将滤渣l放入稀硫酸溶解后得溶液W Fe₂（SO₄）₃，检验Fe³⁺的方法是取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红，证明有Fe³⁺
（4）工业上用电解熔融氧化铝的方法来得到铝，化学方程式为2 Al₂O₃4Al + 3O₂↑，
（5）①K_sp（BaCrO₄）=1．2×10^－10，c（CrO₄^2－）<=5．0×10^－7 mo1/L,所以c（Ba²⁺）>=1．2×10^－10/5．0×10^－7=2．4×10^－4 mo1/L, ②酸性条件下 CrO₄^2－与绿矾FeSO₄▪7 H₂O反应，CrO₄^2－作氧化剂，绿矾作还原剂，其离子方程式为CrO₄^2－＋3Fe²⁺＋8H⁺＝Cr³⁺＋3Fe³⁺＋4H₂O
（6）W 为Fe₂（SO₄）₃，以溶液Fe₂（SO₄）₃、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K₂FeO₄，该反应的化学方程式是Fe₂（SO₄）₃ + 3KClO + 10KOH = 2K₂FeO₄ + 3K₂SO₄ + 3KCl + 5H₂O