Question

【題目】工業上用重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)結晶后的母液(含少量雜質Fe3+)生產重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。工藝流程及相關物質溶解度曲線如圖：

(1)由Na2Cr2O7生產K2Cr2O7的化學方程式為：________。通過冷卻結晶析出大量K2Cr2O7的原因是________。

(2)向Na2Cr2O7母液中加堿液調pH的目的是_________。

(3)固體A主要為_______(填化學式)，固體B主要為_________(填化學式)。

(4)為檢驗得到的重鉻酸鉀晶體中含有少量的氯化鈉雜質，實驗方法是：________；進一步提純產品的方法是_________。

(5)將SO2通入用硫酸酸化的重鉻酸鉀溶液中，可制得硫酸鉻鉀KCr(SO4)2，反應的化學方程式為______；如果溶液的酸堿性控制不當，可能會有Cr(OH)SO4雜質生成�，F從得到的硫酸鉻鉀產品中取出3.160g樣品加入足量鹽酸和BaCl2溶液后，得到白色沉淀5.126g。若產品中雜質只有Cr(OH)SO4，則該產品中KCr(SO4)2的質量分數為_______（用百分數表示，保留1位小數）�！寄�爾質量/g·mol-1：KCr(SO4)2：283；Cr(OH)SO4：165〗

Answer 1

【答案】Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl 低溫下K2Cr2O7溶解度遠小于其他組分，隨溫度的降低，K2Cr2O7的溶解度明顯減小 除去Fe3+ NaCl K2Cr2O7 取少量重鉻酸鉀樣品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸銀溶液，有白色沉淀生成即說明產品中含有氯化鈉雜質 重結晶 K2Cr2O7+3SO2+H2SO4=2KCr(SO4)2+H2O 89.6%

【解析】

由流程可知，溶解后調節pH除去少量雜質Fe3+，過濾后蒸發結晶得到Na2Cr2O7，然后加入KCl發生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，結合溶解度圖可知，低溫下K2Cr2O7的溶解度較小，則冷卻結晶得到K2Cr2O7，母液II蒸發濃縮只有析出NaCl(A)，母液Ⅲ冷卻結晶主要得到K2Cr2O7(B)，根據AgCl的難溶性來驗證NaCl的存在性；利用K2Cr2O7的溶解度比同溫下Na2Cr2O7的小，用重結晶方法提純物質，以此來解答。

由流程可知，溶解后調節pH除去少量雜質Fe3+，過濾后蒸發結晶得到Na2Cr2O7，然后加入KCl發生Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，結合溶解度圖可知，低溫下K2Cr2O7的溶解度較小，則冷卻結晶得到K2Cr2O7，母液II蒸發濃縮只有析出NaCl(A)，母液Ⅲ冷卻結晶主要得到K2Cr2O7(B)。

(1)由Na2Cr2O7生產K2Cr2O7的化學方程式為Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，由溶解度圖可知，低溫下K2Cr2O7的溶解度遠小于其它組分，隨溫度的降低，K2Cr2O7的溶解度明顯減小，則可通過冷卻結晶析出大量K2Cr2O7晶體；

(2)母液中含少量雜質Fe3+，向Na2Cr2O7母液中加堿液調pH的目的是除去雜質Fe3+離子；

(3)由上述分析可知，A為NaCl，B為K2Cr2O7；

(4)氯化鈉溶于水后電離出來的氯離子和硝酸酸化的硝酸銀可以生成白色難溶于酸的沉淀AgCl，故檢驗K2Cr2O7晶體中含有少量的氯化鈉的方法是：取少量重鉻酸鉀樣品，加水溶解，加入足量的硝酸酸化后滴入硝酸銀溶液，有白色沉淀生成即說明產品中含有氯化鈉雜質；K2Cr2O7的溶解度比同溫下Na2Cr2O7的小，所以進一步提純K2Cr2O7晶體可以用重結晶方法；

(5)該反應中S元素化合價由+4價變為+6價、Cr元素化合價由+6價變為+3價，轉移電子數為6，根據轉移電子相等配平方程式K2Cr2O7+3SO2+H2SO4=2KCr(SO4)2+H2O，5.126g白色沉淀為：BaSO4，物質的量n(BaSO4)==0.022mol，設硫酸鉻鉀的物質的量為x，Cr(OH)SO4的物質的量為y，依據硫酸根守恒以及質量守恒得出：2x+y=0.022mol，x×283+y×165=3.160g，解得x=0.01mol，y=0.002mol，，故KCr(SO4)2的質量分數為：×100%=89.6%。