Question

17．利用某含鉻廢液[含較低濃度的Na₂Cr₂O₇、Fe₂（SO₄）₃]制備K₂Cr₂O₇．
流程如下：
Ⅰ．用NaOH溶液調(diào)pH至3.6，產(chǎn)生紅褐色沉淀，過(guò)濾；
Ⅱ．向?yàn)V液中加入Na₂SO₃，一定操作后分離出Na₂SO₄；
Ⅲ．將分離出Na₂SO₄后得到的溶液調(diào)pH約為5，得到Cr（OH）₃沉淀；
Ⅳ．在KOH存在條件下，向Cr（OH）₃中加入足量H₂O₂溶液，得到黃色溶液；
Ⅴ．向黃色溶液中加入物質(zhì)A后，溶液變?yōu)槌燃t色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固體；
Ⅵ．測(cè)定K₂Cr₂O₇固體的純度．
已知：Cr₂O₇^2-（橙紅色）+H₂O₂CrO₄^2-（黃色）+2H⁺
（1）步驟Ⅰ中紅褐色沉淀的化學(xué)式是Fe（OH）₃．
（2）步驟Ⅱ中加入Na₂SO₃的目的是將Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺．
（3）步驟Ⅳ中反應(yīng)的離子方程式是2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O．
（4）步驟Ⅴ中加入的物質(zhì)A可以是c．（填序號(hào)）
a．KOH        b．K₂CO₃       c．H₂SO₄        d．SO₂
（5）步驟Ⅵ的操作是：取0.45g K₂Cr₂O₇產(chǎn)品配成溶液，酸化后滴入18.00mL 0.50mol/L
的FeSO₄溶液，恰好使Cr₂O₇^2-完全轉(zhuǎn)化為Cr³⁺．產(chǎn)品中K₂Cr₂O₇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是98%．（注：K₂Cr₂O₇的摩爾質(zhì)量為294g/mol）

Answer 1

分析 因廢液中含有Fe³⁺，滴加NaOH調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)會(huì)生成Fe（OH）₃紅褐色沉淀，達(dá)到除去溶液里Fe³⁺的目的，然后加入亞硫酸鈉溶液將溶液里的將+6價(jià)的Cr還原為+3價(jià)，然后將Cr³⁺轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃沉淀，再通過(guò)氧化和酸化兩個(gè)過(guò)程即得到目標(biāo)產(chǎn)物，最后利用滴定法測(cè)定產(chǎn)品的純度，
（1）根據(jù)沉淀的顏色判斷；
（2）Na₂SO₃具有還原性，具有氧化性Na₂Cr₂O₇；
（3）Cr（OH）₃與H₂O₂反應(yīng)生成生成CrO₄^2-；
（4）酸性條件下CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-；
（5）Fe²⁺使Cr₂O₇^2-完全轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，反應(yīng)為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，根據(jù)方程式計(jì)算出的K₂Cr₂O₇物質(zhì)的量和質(zhì)量，再求出純度．

解答 解：（1）用NaOH溶液調(diào)pH至3.6，產(chǎn)生紅褐色沉淀，則該沉淀為Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃；
（2）Na₂SO₃具有還原性，具有氧化性Na₂Cr₂O₇，向?yàn)V液中加入Na₂SO₃，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將+6價(jià)的Cr還原為+3價(jià)，
故答案為：將Cr₂O₇^2-還原為Cr³⁺；
（3）在KOH存在條件下，向Cr（OH）₃中加入足量H₂O₂溶液，Cr（OH）₃與H₂O₂反應(yīng)生成生成CrO₄^2-，反應(yīng)的離子方程式為：2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O；
故答案為：2Cr（OH）₃+3H₂O₂+4OH^-=2CrO₄^2-+8H₂O；
（4）向黃色溶液中加入物質(zhì)A后，溶液變?yōu)槌燃t色，一定操作后得到K₂Cr₂O₇固體，在酸性條件下CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，說(shuō)明A為酸，則A可以是硫酸，故選c；
故答案為：c；
（5）Fe²⁺使Cr₂O₇^2-完全轉(zhuǎn)化為Cr³⁺，反應(yīng)為Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，已知18.00mL 0.50mol/L的FeSO₄溶液，
則K₂Cr₂O₇物質(zhì)的量為：$\frac{1}{6}$×0.018L×0.50mol/L=0.0015mol，其質(zhì)量為0.0015mol×294g/mol=0.441g，
其純度為$\frac{0.441g}{0.45g}$×100%=98%；
故答案為：98%．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查物質(zhì)的制備，為高頻考點(diǎn)和常見(jiàn)題型，題目涉及氧化還原反應(yīng)、離子方程式的書(shū)寫(xiě)、根據(jù)方程式的計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)等問(wèn)題，題目難度中等，本題注意從質(zhì)量守恒的角度利用關(guān)系式法計(jì)算，難度中等．