Question

【題目】化工原料紅礬鈉（重鉻酸鈉：Na2Cr2O72H2O）主要是以鉻鐵礦（主要成分為FeOCr2O3 ， 還含有Al2O3、SiO2等雜質）為主要原料生產，其主要工藝流程如下：
步驟①中主要反應的化學方程式如下：
4FeOCr2O3+8Na2CO3+7O2═8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
（1）①中反應是在回轉窯中進行的，反應時需不斷攪拌，其作用是 ．
（2）雜質Al2O3在①中轉化的化學反應方程式為 ．
（3）用化學平衡移動原理說明③中煮沸的作用是（用離子方程式結合文字說明），若調節pH過低產生的影響是 ．
（4）⑤中酸化是使CrO42﹣轉化為Cr2O72﹣寫出該反應的離子方程式： ．
（5）工業上還可用電解法制備重鉻酸鈉，其裝置示意圖如上．陰極的電極反應式為；
陽極的電極反應式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）增大反應物的接觸面積，加快反應速率
（2）Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑
（3）水解吸熱，煮沸促進水解平衡AlO2﹣+2H2O?Al（OH）3+OH﹣、SiO32﹣+2H2O?H2SiO3+2OH﹣向右移動，生成氫氧化鋁、硅酸沉淀；H+將水解生成的氫氧化鋁沉淀溶解，雜質Al3+與Na2CrO4難以分離
（4）2CrO42﹣+2H+?Cr2O72﹣+H2O
（5）4H2O+4e﹣=OH﹣+2H2↑；4OH﹣﹣4e﹣=2↑+2H2O
【解析】解：鉻鐵礦（主要成分為FeOCr2O3 ， 還含有Al2O3、SiO2等雜質）加入碳酸鈉煅燒，可生成Na2CrO4、Fe2O3、NaAlO2、Na2SiO3等，加入水浸取，得到濾渣1為Fe2O3 ， 過濾后將濾液稀釋、煮沸、調節pH7～8得到濾渣2為Al（OH）3、H2SiO3 ， 過濾后將濾液酸化，發生了反應2Na2CrO4+H2SO4Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O，生成了Na2Cr2O7和Na2SO4 ， 蒸發結晶得到硫酸鈉，冷卻結晶得到Na2Cr2O72H2O，（1）①中反應是在回轉窯中進行的，反應時需不斷攪拌，可增大反應物的接觸面積，加快反應速率，所以答案是：增大反應物的接觸面積，加快反應速率；（2）雜質Al2O3在①中轉化的化學反應方程式為Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑，所以答案是：Al2O3+Na2CO3 2NaAlO2+CO2↑；（3）濾液中含有NaAlO2、Na2SiO3等，都為強堿弱酸鹽，加熱煮沸，促進水解平衡AlO2﹣+2H2OAl（OH）3+OH﹣、SiO32﹣+2H2OH2SiO3+2OH﹣向右移動，生成氫氧化鋁、硅酸沉淀，若調節pH過低，H+將水解生成的氫氧化鋁沉淀溶解，雜質Al3+與Na2CrO4難以分離，所以答案是：水解吸熱，煮沸促進水解平衡AlO2﹣+2H2OAl（OH）3+OH﹣、SiO32﹣+2H2OH2SiO3+2OH﹣向右移動，生成氫氧化鋁、硅酸沉淀； H+將水解生成的氫氧化鋁沉淀溶解，雜質Al3+與Na2CrO4難以分離；（4）酸化使CrO42﹣轉化為Cr2O72﹣ ， 反應的離子方程式為2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O，所以答案是：2CrO42﹣+2H+Cr2O72﹣+H2O；（5）溶液中有四種離子，重鉻酸酸根，鈉離子，氫離子和氫氧根，在陰極上氫離子放電：2 H++2e═H2↑或4H2O+4e﹣=OH﹣+2H2↑，在陽極上氫氧根放電：4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O，所以答案是：4H2O+4e﹣=OH﹣+2H2↑；4OH﹣﹣4e﹣=2↑+2H2O．