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

Question

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 △ . 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： pH C（CrO42-）mol/L C（HCrO4-）mol/L C（Cr2O72-）mol/L C（H2CrO4）mol/L 4 0.0003 0.104 0.448 0 5 0.0033 0.103 0.447 0 6 0.0319 0.0999 0.437 0 7 0.2745 0.086 0.3195 0 8 0.902 0.0282 0.0347 0 9 0.996 0.0031 0.0004 0（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）

Answer 1

（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，SiO₃^2-+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，SiO₃^2-+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Cr₂O₇^2-，加酸酸化使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-．
故答案为：酸化使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-．
（5）由表中数据可知，酸性条件下，铬酸（H₂CrO₄）溶液中Cr₂O₇^2-浓度远大于CrO₄^2-．所以电离出CrO₄^2-的电离平衡常数小于电离出Cr₂O₇^2-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（CrO₄^2-）mol/L+c（HCrO₄^-）mol/L+2c（Cr₂O₇^2-）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．