Question

16．重鉻酸鉀是一種應(yīng)用廣泛的氧化劑，某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)法，用鉻鐵礦（主要成分為FeO、Cr₂O₃）為原料制取重鉻酸鉀（K₂Cr₂O₇），主要流程如圖．

試回答下列問(wèn)題：
（1）鉻鐵礦在反應(yīng)前進(jìn)行粉碎的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率．
（2）通過(guò)反應(yīng)器得到的氧化產(chǎn)物是FeO₂^-、CrO₄^2-．
（3）步驟Ⅲ酸化時(shí)與CrO₄^2-有關(guān)的離子方程式力2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；該步驟中加入KC1析出大量重鉻酸鉀晶體，其原理是K₂Cr₂O₇的溶解度小于Na₂Cr₂O₇，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)．
（4）濾渣Ⅰ、Ⅱ均要用水多次洗滌，并回收洗滌液，目的是提高原料利用率、防止重金屬污染．
（5）酒駕檢測(cè)時(shí)，酸性K₂Cr₂O₇將乙醇最終氧化成乙酸，同時(shí)顏色由橙色變?yōu)榫G色．

Answer 1

分析 鉻鐵礦主要成分為FeO、Cr₂O₃，在反應(yīng)器中與純堿、氯酸鉀反應(yīng)，由濾液I含有離子可知，Cl元素發(fā)生還原反應(yīng)得到Cl^-，而Fe元素、Cr元素均發(fā)生氧化反應(yīng)得到FeO₂^-、CrO₄^2-，濾液I調(diào)節(jié)pH后過(guò)濾得到濾液Ⅱ，濾液Ⅱ酸化、加入KCl，過(guò)濾分離得到重鉻酸鉀晶體與濾液Ⅲ，則調(diào)節(jié)PH=7～8目的是使FeO₂^-轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃而除去，步驟Ⅲ酸化目的是將CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，加入KCl可以使溶解度大的Na₂Cr₂O₇轉(zhuǎn)化為溶解度小的K₂Cr₂O₇．
（1）鉻鐵礦在反應(yīng)前進(jìn)行粉碎，可以增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)元素化合價(jià)變化判斷氧化產(chǎn)物；
（3）由上述分析可知，步驟Ⅲ酸化目的是將CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，加入KCl使溶解度大的Na₂Cr₂O₇轉(zhuǎn)化為溶解度小的K₂Cr₂O₇；
（4）濾渣附著的物質(zhì)中含有Cr元素，用水洗滌并回收洗滌液，可以提高原料利用率，防止重金屬污染；
（5）酒駕檢測(cè)時(shí)，酸性K₂Cr₂O₇將乙醇最終氧化成乙酸，同時(shí)顏色由橙色變?yōu)榫G色．

解答 解：鉻鐵礦主要成分為FeO、Cr₂O₃，在反應(yīng)器中與純堿、氯酸鉀反應(yīng)，由濾液I含有離子可知，Cl元素發(fā)生還原反應(yīng)得到Cl^-，而Fe元素、Cr元素均發(fā)生氧化反應(yīng)得到FeO₂^-、CrO₄^2-，濾液I調(diào)節(jié)pH后過(guò)濾得到濾液Ⅱ，濾液Ⅱ酸化、加入KCl，過(guò)濾分離得到重鉻酸鉀晶體與濾液Ⅲ，則調(diào)節(jié)PH=7～8目的是使FeO₂^-轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₃而除去，步驟Ⅲ酸化目的是將CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，加入KCl可以使溶解度大的Na₂Cr₂O₇轉(zhuǎn)化為溶解度小的K₂Cr₂O₇．
（1）鉻鐵礦在反應(yīng)前進(jìn)行粉碎，可以增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，
故答案為：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；
（2）反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)由-2價(jià)升高為FeO₂^-中+3價(jià)，Cr元素化合價(jià)由+3價(jià)升高為CrO₄^2-中+6價(jià)，故氧化產(chǎn)物為：FeO₂^-、CrO₄^2-，
故答案為：FeO₂^-、CrO₄^2-；
（3）由上述分析可知，步驟Ⅲ酸化目的是將CrO₄^2-轉(zhuǎn)化為Cr₂O₇^2-，反應(yīng)離子方程式為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，K₂Cr₂O₇的溶解度小于Na₂Cr₂O₇，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，加入KC1析出大量重鉻酸鉀晶體，
故答案為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O；K₂Cr₂O₇的溶解度小于Na₂Cr₂O₇，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)；
（4）濾渣附著的物質(zhì)中含有Cr元素，用水洗滌并回收洗滌液，可以提高原料利用率，防止重金屬污染，
故答案為：提高原料利用率，防止重金屬污染；
（5）酒駕檢測(cè)時(shí)，酸性K₂Cr₂O₇將乙醇最終氧化成乙酸，同時(shí)顏色由橙色變?yōu)榫G色，
故答案為：乙酸；橙．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)，涉及對(duì)操作與原理的分析評(píng)價(jià)、物質(zhì)的分離提純等，關(guān)鍵是根據(jù)工藝流程理解制備原理，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．