铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钠（Na2Cr2O7）的过程如图所示：已知：①NaFeO2在水溶液中强烈水解生成对应的氢氧化物．②2CrO

Question

铬铁矿的主要成分可表示为FeO•Cr₂O₃，还含有SiO₂、Al₂O₃等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇）的过程如图所示：

已知：①NaFeO₂在水溶液中强烈水解生成对应的氢氧化物．
②2CrO

2-

4

+2H⁺⇌Cr₂O

2-

7

+H₂O
（1）完成煅烧过程中铬铁矿发生的主要反应的化学方程式：
___FeO•Cr₂O₃+7O₂+___ (高温.)/()___Na₂CrO₄+___NaFeO₂+___
上述反应中每熔化1mol FeO•Cr₂O₃，转移的电子数为___
（2）浸出液的成分除Na₂CrO₄、NaOH外，还含有___（写化学式，下同），滤渣1的成分是___．
（3）调节浸出液pH所加的试剂a是___（写化学式）．
（4）该流程中用了两步调节pH，若合并成一步调pH，酸性过强，产品Na₂Cr₂O₇晶体中可能含有较多杂质，用离子方程式说明引入该杂质的原因___．
（5）100kg铬铁矿（含FeO•Cr₂O₃ 89.6%）最多可获得Na₂Cr₂O₇•2H₂O的质量为___kg．

Answer 1

（1）通过以上分析知，“焙烧”后的固体产物成分除Na₂CrO₄、NaFeO₂外，还有NaAlO₂、Na₂SiO₃，铬元素化合价+3价，铁元素化合价为+2价，被氧气氧化生成铬酸钠和NaFeO₂，铬元素化合价变化为+6价，铁元素化合价变化为+3价，电子转移总数为34，据此电子守恒和原子守恒配平书写得到焙烧过程中发生的氧化还原反应为4FeO•Cr₂O₃+7O₂+20NaOH(高温.)/()8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10H₂O，4FeO•Cr₂O₃反应电子转移28，每熔化1mol FeO•Cr₂O₃，转移的电子数为(28)/(4)mol×6.02×10²³=4.214×10²⁴，
故答案为：4FeO•Cr₂O₃+7O₂+10Na₂CO₃(高温.)/()8Na₂CrO₄+4NaFeO₂+10CO₂；4.214×10²⁴；
（2）浸出液中溶质是Na₂CrO₄、NaAlO₂、NaOH、Na₂SiO₃，浸出液的成分除Na₂CrO₄、NaOH外，还含有NaAlO₂、Na₂SiO₃，NaFeO₂在水溶液中强烈水解生成对应的氢氧化物，所以滤渣1为Fe（OH）₃，
故答案为：NaAlO₂、Na₂SiO₃；Fe（OH）₃；
（3）由分析可知，流程最后分离得到硫酸钠，加入的试剂a为硫酸，用来调节溶液PH，
故答案为：H₂SO₄ ；
（4）该流程中用了两步调节pH，若合并成一步调pH，酸性过强，产品Na₂Cr₂O₇晶体中可能含有较多杂质，可能含有铝离子，偏铝酸钠和适量硫酸反应生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝会溶解于氢氧化铝生成铝离子，AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃，Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+H₂O，引入该杂质的原因用离子方程式说明为：AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O或AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃，Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+H₂O，
故答案为：AlO₂^-+4H⁺=Al³⁺+2H₂O或AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃，Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+H₂O；
（5）100kg铬铁矿（含FeO•Cr₂O₃ 89.6%）含FeO•Cr₂O₃物质的量=(100000g×89.6%)/(224g/mol)=400mol，结合铬元素守恒，获得Na₂Cr₂O₇•2H₂O的物质的量也为400mol，最多可获得Na₂Cr₂O₇•2H₂O的质量400mol×298g/mol=119200g=119.2kg，
故答案为：119.2．