Question

不銹鋼中有一種重要的金屬元素鉻，是由鉻鐵礦（FeCr₂O₄）提煉而來，工業(yè)上用如下工藝將鉻鐵礦制得較純的鉻：

已知：CrO₄^2-

高溫  .

Cr₂O₇^2-
（1）寫出鉻鐵礦煅燒的化學方程式

 

．
（2）請寫出操作①的內(nèi)容

 

；實驗室中進行操作②所需的玻璃儀器是

 

．
（3）酸化過程中所用酸不宜選用

 

（填序號）．
a．硫酸       b．硝酸       c．鹽酸
（4）為控制生產(chǎn)過程中的pH，實驗室用0.01mol?L^-1NaOH溶液測定所用酸的濃度：

圖中

 

圖是可能的滴定過程示意圖，滴定時用酚酞作指示劑，當

 

，即判定到達滴定終點．
（5）滴定時取酸液10mL稀釋至1L，取5mL進行滴定，直至終點．計算所用酸的c（H⁺）=

 

．
（6）請在圖中將具體滴定過程描成實線．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：鉻鐵礦（FeCr₂O₄）與Na₂CO₃混合，高溫煅燒，被氧化為Fe₂O₃和Na₂CrO₄，配成溶液，過濾掉不溶的Fe₂O₃，向Na₂CrO₄溶液加酸，調(diào)節(jié)PH值，結(jié)晶得到NaCr₂O₇，高溫下NaCr₂O₇被C還原為Cr₂O₃，經(jīng)過過濾不溶性的氧化鐵提純，鋁熱反應(yīng)制得較純的鉻，
（1）鉻鐵礦與碳酸鈉混合煅燒生成氧化鐵、鉻酸鈉與二氧化碳氣體；
（2）酸性條件下，鉻酸鈉濃縮結(jié)晶得到張鉻酸鈉晶體，過濾使用燒杯、玻棒、漏斗；
（3）CrO₄^2-轉(zhuǎn)化的Cr₂O₇^2-中Cr是+6價，具有強氧化性，不能使用還原性的酸；
（4）經(jīng)過酸化后，溶液呈酸性，PH較小，加入氫氧化鈉后，PH逐漸增大；
（5）根據(jù)酸堿中和計算；
（6）圖象Ⅰ符合實際情況．

解答： 解：鉻鐵礦（FeCr₂O₄）與Na₂CO₃混合，高溫煅燒，被氧化為Fe₂O₃和Na₂CrO₄，配成溶液，過濾掉不溶的Fe₂O₃，向Na₂CrO₄溶液加酸，調(diào)節(jié)PH值，結(jié)晶得到NaCr₂O₇，高溫下NaCr₂O₇被C還原為Cr₂O₃，經(jīng)過濾不溶性的氧化鐵提純，鋁熱反應(yīng)制得較純的鉻，
（1）鉻鐵礦煅燒生成鉻酸鈉，反應(yīng)化學方程式為4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂，故答案為：4FeCr₂O₄+8Na₂CO₃+7O₂

高溫  .

2Fe₂O₃+8Na₂CrO₄+8CO₂；
（2）酸性條件下，鉻酸鈉濃縮結(jié)晶得到張鉻酸鈉晶體，過濾使用燒杯、玻棒、漏斗，故答案為：濃縮、結(jié)晶；燒杯、玻棒、漏斗；   
（3）CrO₄^2-轉(zhuǎn)化的Cr₂O₇^2-中Cr是+6價，具有強氧化性，不能使用還原性的酸，不能使用鹽酸，故答案為：c；   
（4）經(jīng)過酸化后，溶液呈酸性，PH較小，加入氫氧化鈉后，PH逐漸增大，圖Ⅰ符合，滴定時用酚酞作指示劑，若溶液由無色變?yōu)榉奂t色且半分鐘內(nèi)不褪色，則說明達到滴定終點，故答案為：I；溶液由無色變?yōu)榉奂t色且半分鐘內(nèi)不褪色；  
（5）0.01mol?L^-1NaOH溶液共用20mL，滴定時取酸液10mL稀釋至1L，取5mL進行滴定，直至終點，則

c

100

×5=0.01×20，解得c=4.0mol/L，故答案為：4.0mol/L；
（6）圖象Ⅰ符合實際情況，描成實線為，故答案為：．

點評：本題考查混合物的分離、提純，明確流程中操作的目的是解答的關(guān)鍵，注意利用關(guān)系式計算，題目難度中等．