Question

重鉻酸鉀是工業生產和實驗室的重要氧化劑，工業上常用鉻鐵礦（主要成份為FeO·Cr₂O₃，以及SiO₂、Al₂O₃等雜質）為原料生產，實驗室模擬工業法用鉻鐵礦制K₂Cr₂O₇的主要工藝如下：

反應器中主要發生的反應為：
Ⅰ.FeO·Cr₂O₃＋NaOH＋KClO₃→Na₂CrO₄＋Fe₂O₃＋H₂O+KCl（未配平）
Ⅱ.Na₂CO₃+SiO₂Δ Na₂SiO₃+CO₂↑
Ⅲ.Al₂O₃+2NaOHΔ 2NaAlO₂+H₂O
在步驟③中將溶液pH調節到7~8可以將SiO₃^2-和AlO₂^-轉化為相應的沉淀除去。
（1）在反應Ⅰ中氧化劑是________，若有245g KClO₃參加反應，則轉移的電子數為_____________。
（2）反應器中生成的Fe₂O₃又可和Na₂CO₃反應得到一種摩爾質量為111g/mol的化合物，能強烈水解，在操作②生成沉淀而除去，寫出生成該化合物的化學反應方程式_____________________________
___________________________。
（3）操作④目的是將CrO₄^2-轉化為Cr₂O₇^2-，其現象為__________________________，離子方程式為_______________________________________。
（4）請選用合適的方法進一步提純粗產品重鉻酸鉀__________（填字母）
A．重結晶        B．萃取分液        C．蒸餾
（5）分析產品中K₂Cr₂O₇的純度是利用硫酸酸化的K₂Cr₂O₇將KI氧化成I₂,然后利用相關物質測出I₂的量從而獲得K₂Cr₂O₇的量，寫出酸化的K₂Cr₂O₇與KI反應的化學方程式________________________。

Answer 1

（1）KClO₃（2分）， 12×6.02×10²³或12N_A（2分）
（2）Fe₂O₃＋Na₂CO₃2NaFeO₂+CO₂↑（2分）
（3）溶液由黃色變為橙色（2分）   2CrO₄^2-＋2H⁺Cr₂O₇^2-＋H₂O （2分）
（4）A （2分）
（5）K₂Cr₂O₇+7H₂SO₄+6KI=Cr₂ (SO₄)₃+3I₂+7H₂O+4K₂SO₄（2分）

試題分析：（1）氧化劑是反應中化合價降低的物質，在反應Ⅰ中KClO₃中的氯元素化合價從+5降到-1，為氧化劑，245g KClO₃的物質的量為2mol，則轉移電子的物質的量為12mol，即12 N_A
（2）Fe₂O₃和Na₂CO₃反應，產物中應有CO₂，另一種產物中含有鈉、鐵元素，結合摩爾質量為111g/mol，推出該化合物的化學式為NaFeO₂，所以生成該化合物的化學反應方程式Fe₂O₃＋Na₂CO₃2NaFeO₂+CO₂↑
（3）CrO₄^2-、Cr₂O₇^2-的顏色分別為黃色、橙色，所以現象為溶液由黃色變為橙色，反應的離子方程式為  2CrO₄^2-＋2H⁺Cr₂O₇^2-＋H₂O
（4）萃取分液適用于互不相溶的液體，蒸餾適用于沸點相差較大的互溶液體，而重結晶法是利用物質不同溫度下溶解度的不同，分離提純待重結晶物質的過程，所以選擇A。
（5）硫酸酸化的K₂Cr₂O₇與KI反應，根據氧化還原反應理論，得化學反應方程式K₂Cr₂O₇+7H₂SO₄+6KI=Cr₂ (SO₄)₃+3I₂+7H₂O+4K₂SO₄