硫酸亚铁晶体俗称绿矾 (FeSO 4 • 7H 2 O) ，重铬酸钠晶体俗称红矾钠 (Na 2 Cr 2 O 7 ·2H 2 O) ，它们都是重要的化工产品。工业上以铬铁矿主要成分是 
为原料制备绿矾和红矾钠的工艺流程如图所示。
请回答下列问题：
(1) 已知 Fe(CrO 2 ) 2 中铬元素的化合价为 +3 价，则 Fe(CrO 2 ) 中铁元素的化合价为 _______ 。
(2) 化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如 Na 2 SiO 3 写成 Na 2 O·SiO 2 ，则 Fe(CrO 2 ) 2 可写成 _______ 。 ( 填化学式 )
(3) 煅烧铬铁矿时，矿石中的 Fe(CrO 2 ) 2 转变成可溶于水的 Na 2 CrO 4 ，反应的化学方程式： 4Fe(CrO 2 ) 2 +8Na 2 CO 3 +7O 2 2Fe 2 O 3 +8Na 2 CrO 4 +8CO 2
①该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为 _______ 。
②为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是 _______ ( 填一种即可 ) 。
(4) 己知 在氢离子浓度不同的酸性溶液中有不同的反应： 2
+2H + =
+H 2 O ； 3
+4H + =
+2H 2 O
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是 _______ 。
②混合溶液乙中溶质的化学式为 _______ 
。
(5) 从溶液丁到绿巩的实验操作为蒸发浓缩、 _______ 、过滤、洗涤、干燥。
答案
+2 价 FeO·Cr 2 O 3 4 ： 7 粉碎矿石 ( 或升高温度 ) H 2 SO 4 量少时不能除尽 Na 2 CO 3 杂质， H 2 SO 4 量多时又会生成新的杂质 ( ) ，所以 H 2 SO 4 必须适量 Na 2 Cr 2 O 7 、 Na 2 SO 4 冷却结晶
【分析】
铬铁矿中加入碳酸钠并通入氧气，高温下将 Fe(CrO 2 ) 2 氧化得到 Fe 2 O 3 、 Na 2 CrO 4 ，同时生成 CO 2 ，将得到的固体溶于水得到 Na 2 CrO 4 溶液，然后过滤 ， 得到得到 Na 2 CrO 4 和过量的碳酸钠混合溶液和氧化铁固体 ， 在 Na 2 CrO 4 和碳酸钠混合溶液中加入硫酸酸化，硫酸和 Na 2 CrO 4 反应生成 Na 2 Cr 2 O 7 和硫酸钠，同时除去碳酸钠，通过蒸发浓缩冷却结晶，得到红矾钠 (Na 2 Cr 2 O 7 ·2H 2 O)； 氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁，加入铁粉将硫酸铁还原生成硫酸亚铁，最后蒸发浓缩冷却结晶，得到绿矾 。
【详解】
(1) Fe(CrO 2 ) 2 中铬元素的化合价为 +3 价，根据正负化合价的代数和为 0，Fe(CrO 2 ) 中铁元素的化合价为 +2 价，故答案为： +2 价 ；
(2) Fe(CrO 2 ) 2 中铬元素的化合价为 +3 价，铁元素的化合价为 +2 价 ， 可写成 FeO·Cr 2 O 3 ，故答案为： FeO·Cr 2 O 3 ；
(3) ①高温氧化时， Fe(CrO 2 ) 2 和碳酸钠、氧气反应氧化还原反应生成 Na 2 CrO 4 、二氧化碳和氧化铁，该反应中 Fe 元素化合价由 +2 价变为 +3 价、 Cr 元素化合价由 +3 价变为 +6 价， O 元素化合价由 0 价变为 -2 价，所以氧气是氧化剂、 Fe(CrO 2 ) 2 是还原剂，则还原剂和氧化剂的物质的量之比为 4：7 ，故答案为： 4：7；
②根据影响化学反应速率的外界因素，为了加快该反应的反应速率，可采取的措施有粉碎矿石 、 升高温度等，故答案为：粉碎矿石 ( 或升高温度 )；
⑷① H 2 SO 4 量少时不能除尽 Na 2 CO 3 杂质， H 2 SO 4 量多时又会生成新的杂质 ( ) ，所以 H 2 SO 4 必须适量，故答案为： H 2 SO 4 量少时不能除尽 Na 2 CO 3 杂质， H 2 SO 4 量多时又会生成新的杂质 (
) ，所以 H 2 SO 4 必须适量；
②根据上述分析，混合溶液乙中的溶质有 Na 2 Cr 2 O 7 、 Na 2 SO 4 ，故答案为： Na 2 Cr 2 O 7 、 Na 2 SO 4 ；
(5) 从硫酸亚铁溶液到绿巩的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故答案为：冷却结晶 。
【点睛】
本题考查物质的制备、分离和提纯，为高频考点，涉及氧化还原反应、基本实验操作等知识，明确物质的性质、熟悉制备流程和基本实验操作等是解题的关键，本题的难点是 (4) ①硫酸必须适量的原因，需要理解题目信息方程式中的计量数对反应的影响。
