Question

7．鉻鐵礦主要用來生產鉻鐵合金和金屬鉻．稱取0.0600g鉻鐵礦樣品（主要成分是Cr₂O₃，雜質不參與反應），加入NaOH和Na₂O₂，高溫熔融，反應完成后冷卻至室溫；加水溶解煮沸、過濾，向濾液中加入稍過量的H₂SO₄和KI溶液，搖勻；放于暗處一段時間后，取出立即用0.0100mol•L^-1的Na₂S₂O₃溶液滴定至終點，消耗Na₂S₂O₃溶液15.00mL．
已知：①Cr₂O₇^2-+I^-+H⁺-Cr³⁺+I₂+H₂O
②S₂O₃^2-+I₂+H₂O-SO₄ ^2-+I^-+H⁺（均未配平）
（1）Na₂O₂的作用是將鉻從+3價氧化為+6價．
（2）取少量冷卻后的固體加水溶解，再加MnO₂會有大量氣體產生．則上述過程中煮沸的目的是除去溶液中過氧化物．
（3）實驗過程中溶液需置于暗處且取出后要立即滴定，否則會導致測定結果偏大．
（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（4）根據以上數據確定該鉻鐵礦樣品中Cr₂O₃的質量分數．（寫出計算過程）50.67%．

Answer 1

分析 （1）由滴定原理可知，Na₂O₂的作用是將鉻從+3價氧化為+6價；
（2）過氧化氫有剩余，會將I^-氧化為I₂，影響測定結果；
（3）氧氣會將I^-氧化為I₂，導致消耗Na₂S₂O₃溶液體積偏大；
（4）根據電子轉移守恒：4Cr₂O₇^2-～3S₂O₃^2-，結合Cr元素守恒：4Cr₂O₃～4Cr₂O₇^2-～3S₂O₃^2-，根據關系式計算．

解答 解：（1）由滴定原理：①Cr₂O₇^2-+I^-+H⁺→Cr³⁺+I₂+H₂O，②S₂O₃^2-+I₂+H₂O→SO₄ ^2-+I^-+H⁺（均未配平），可知Na₂O₂的作用是將鉻從+3價氧化為+6價，
故答案為：將鉻從+3價氧化為+6價；
（2）過氧化氫有剩余，會將I^-氧化為I₂，影響測定結果，則上述過程中煮沸的目的是：除去溶液中過氧化物，
故答案為：除去溶液中過氧化物，
（3）氧氣會將I^-氧化為I₂，導致消耗Na₂S₂O₃溶液體積偏大，會導致測定結果偏大，
故答案為：偏大；
（4）①中鉻從+6價降低為+3價，②中S元素從+2升高為+6，根據電子轉移守恒：4Cr₂O₇^2-～3S₂O₃^2-，結合Cr元素守恒：2Cr₂O₃～2Cr₂O₇^2-～3S₂O₃^2-，
設樣品中Cr₂O₃的質量分數為w，則：
4Cr₂O₃～4Cr₂O₇^2-～3S₂O₃^2-
608g             3mol
0.0600g×w       0.0100mol•L^-1×0.015L 
所以608g：0.0600g×w=3mol：0.0100mol•L^-1×0.015L
解得w=50.67%，
故答案為：50.67%．

點評 本題考查氧化還原反應反應滴定計算，關鍵是明確實驗原理，掌握多步計算中利用關系式進行解答，是對學生綜合能力的考查．