问题 问答题

重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成份为FeO•Cr2O3,杂质主要是二氧化硅和氧化铝)为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下,涉及的主要反应是:

6FeO•Cr2O3+24NaOH+7KClO3

  △  
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12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O

试回答下列问题

(1)指出24Cr在周期表中的位置是______,

(2)NaFeO2能强烈水解,在操作②生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:______.

(3)操作③调节pH=7~8的原因是______.(用简要的文字和离子方程式说明)

下表是铬酸(H2CrO4)溶液中离子的组成与pH的关系:

pHC(CrO42-)mol/LC(HCrO4-)mol/LC(Cr2O72-)mol/LC(H2CrO4)mol/L
40.00030.1040.4480
50.00330.1030.4470
60.03190.09990.4370
70.27450.0860.31950
80.9020.02820.03470
90.9960.00310.00040
(4)操作④酸化的目的是______.

(5)在铬酸(H2CrO4)溶液中,电离出CrO42-的电离平衡常数为K2,电离出Cr2O72-的电离平衡常数为K3,则K2______K3(填>、﹦、<)

(6)上表中铬酸的物质的量浓度为______.(精确到小数点后2位)

答案

(1)K元素原子序数为19,处于第四周期第1列,第四周期容纳18种元素,24Cr的原子序数比K元素大5,所以24Cr处于周期表中第四周期,第6列,故24Cr处于周期表中第四周期第ⅥB族.

故答案为:第四周期第ⅥB.

(2)NaFeO2水解生成Fe(OH)3与NaOH,反应方程式为NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH.

(3)由于溶液在硅酸钠和偏铝酸钠发生水解,SiO32-+H2O⇌HSiO3-+OH-,HSiO3-+H2O⇌H2SiO3+OH-,AlO2-+H2O⇌Al(OH)3+OH-,降低pH值有利于平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时,使它们水解完全.

故答案为:由于溶液在硅酸钠和偏铝酸钠发生水解,SiO32-+H2O⇌HSiO3-+OH-,HSiO3-+H2O⇌H2SiO3+OH-,AlO2-+H2O⇌Al(OH)3+OH-,降低pH值有利于平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时,使它们水解完全.

(4)由表中数据可知,铬酸(H2CrO4)溶液中pH越小,浓度越大Cr2O72-,加酸酸化使CrO42-转化为Cr2O72-

故答案为:酸化使CrO42-转化为Cr2O72-

(5)由表中数据可知,酸性条件下,铬酸(H2CrO4)溶液中Cr2O72-浓度远大于CrO42-.所以电离出CrO42-的电离平衡常数小于电离出Cr2O72-的电离平衡常数,即K2<K3

故答案为:<.

(6)选择第1组计算.根据铬元素守恒可知c(H2CrO4)=c(CrO42-)mol/L+c(HCrO4-)mol/L+2c(Cr2O72-)mol/L=0.0003mol/L+0.104mol/L+2×0.448mol/L=1.0003mol/L≈1.00mol/L.

故答案为:1.00mol/L.

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