题目
铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示。Na2CO3 MgSO4溶液-|||-NaOH H2O 稀H2SO4(NH4)2S O4溶液 稀H2SO4 Na2S2O3溶液-|||-通空气 x调pH 调pH 调pH x 调pH-|||-铬钒渣 → 煅烧 → 浸取 → 沉淀 除硅磷 分离钒 还原 Cr(OH)3-|||-水浸渣 滤渣 滤渣 V2O5已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2(O)_(7)^2-存在，在碱性介质中以(CrO)_(4)^2-存在。回答下列问题：（1）煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 ____ （填化学式）。（2）水浸渣中主要有SiO2和 ____ 。（3）“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 ____ 。（4）“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH＜9时，会导致 ____ ；pH＞9时，会导致 ____ 。（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH＜1时，溶解为(VO)_(2)^+或VO3+；在碱性条件下，溶解为(VO)_(3)^-或(VO)_(4)^3-。上述性质说明V2O5具有 ____ （填标号）。A.酸性B.碱性C.两性（6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠（Na2S2O5）溶液，反应的离子方程式为 ____ 。
铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示。
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2${O}_{7}^{2-}$存在，在碱性介质中以${CrO}_{4}^{2-}$存在。
回答下列问题：
（1）煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 ____ （填化学式）。
（2）水浸渣中主要有SiO2和 ____ 。
（3）“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 ____ 。
（4）“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH＜9时，会导致 ____ ；pH＞9时，会导致 ____ 。
（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH＜1时，溶解为${VO}_{2}^{+}$或VO3+；在碱性条件下，溶解为${VO}_{3}^{-}$或${VO}_{4}^{3-}$。上述性质说明V2O5具有 ____ （填标号）。
A.酸性
B.碱性
C.两性
（6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠（Na2S2O5）溶液，反应的离子方程式为 ____ 。
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2${O}_{7}^{2-}$存在，在碱性介质中以${CrO}_{4}^{2-}$存在。
回答下列问题：
（1）煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为 ____ （填化学式）。
（2）水浸渣中主要有SiO2和 ____ 。
（3）“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是 ____ 。
（4）“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH＜9时，会导致 ____ ；pH＞9时，会导致 ____ 。
（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH＜1时，溶解为${VO}_{2}^{+}$或VO3+；在碱性条件下，溶解为${VO}_{3}^{-}$或${VO}_{4}^{3-}$。上述性质说明V2O5具有 ____ （填标号）。
A.酸性
B.碱性
C.两性
（6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠（Na2S2O5）溶液，反应的离子方程式为 ____ 。
题目解答
答案
解：（1）铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，煅烧过程中钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，碱性条件下含铬化合物主要为Na2CrO4，
故答案为：Na2CrO4；
（2）Na2CO3、NaOH作用下高温焙烧，铝、硅、磷的化合物转化为可溶性的NaAlO2、Na2SiO3（部分以SiO2形式存在）、Na3PO4等，铁的化合物转化为Fe2O3，则水浸渣中主要有SiO2和Fe2O3，
故答案为：Fe2O3；
（3）“沉淀”步骤中加入稀硫酸调溶液的pH到弱碱性时NaAlO2转化为Al（OH）3沉淀，可除去Al（OH）3，
故答案为：Al（OH）3；
（4）${PO}_{4}^{3-}$、${SiO}_{3}^{2-}$水解呈碱性，“除硅磷”步骤中控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH＜9时溶液的碱性减弱，${PO}_{4}^{3-}$会与H+反应，使c（${PO}_{4}^{3-}$）降低，不能完全MgNH4PO4沉淀，同时${SiO}_{3}^{2-}$会与H+反应生成硅酸胶状沉淀，不利于硅、磷转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀；pH＞9时溶液的碱性增强，沉淀剂中的Mg2+、${NH}_{4}^{+}$分别转化为Mg（OH）2沉淀、NH3•H2O，溶液中c（${NH}_{4}^{+}$）降低，导致不能完全生成MgNH4PO4沉淀，
故答案为：${PO}_{4}^{3-}$与H+反应，使其浓度降低，导致MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀，不宜处理；Mg2+生成Mg（OH）2沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中c（${NH}_{4}^{+}$）降低，导致MgNH4PO4无法完全沉淀；
（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH＜1时，溶解为${VO}_{2}^{+}$或VO3+；在碱性条件下，溶解为${VO}_{3}^{-}$或${VO}_{4}^{3-}$，说明V2O5具有两性，
故答案为：C；
（6）酸性条件下Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，Cr2${O}_{7}^{2-}$具有强氧化性，与Na2S2O5反应生成Cr3+，离子方程式为3S2${O}_{5}^{2-}$+2Cr2${O}_{7}^{2-}$+10H+═4Cr3++6${SO}_{4}^{2-}$+5H2O，
故答案为：3S2${O}_{5}^{2-}$+2Cr2${O}_{7}^{2-}$+10H+═4Cr3++6${SO}_{4}^{2-}$+5H2O。
故答案为：Na2CrO4；
（2）Na2CO3、NaOH作用下高温焙烧，铝、硅、磷的化合物转化为可溶性的NaAlO2、Na2SiO3（部分以SiO2形式存在）、Na3PO4等，铁的化合物转化为Fe2O3，则水浸渣中主要有SiO2和Fe2O3，
故答案为：Fe2O3；
（3）“沉淀”步骤中加入稀硫酸调溶液的pH到弱碱性时NaAlO2转化为Al（OH）3沉淀，可除去Al（OH）3，
故答案为：Al（OH）3；
（4）${PO}_{4}^{3-}$、${SiO}_{3}^{2-}$水解呈碱性，“除硅磷”步骤中控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH＜9时溶液的碱性减弱，${PO}_{4}^{3-}$会与H+反应，使c（${PO}_{4}^{3-}$）降低，不能完全MgNH4PO4沉淀，同时${SiO}_{3}^{2-}$会与H+反应生成硅酸胶状沉淀，不利于硅、磷转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀；pH＞9时溶液的碱性增强，沉淀剂中的Mg2+、${NH}_{4}^{+}$分别转化为Mg（OH）2沉淀、NH3•H2O，溶液中c（${NH}_{4}^{+}$）降低，导致不能完全生成MgNH4PO4沉淀，
故答案为：${PO}_{4}^{3-}$与H+反应，使其浓度降低，导致MgNH4PO4无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀，不宜处理；Mg2+生成Mg（OH）2沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中c（${NH}_{4}^{+}$）降低，导致MgNH4PO4无法完全沉淀；
（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH＜1时，溶解为${VO}_{2}^{+}$或VO3+；在碱性条件下，溶解为${VO}_{3}^{-}$或${VO}_{4}^{3-}$，说明V2O5具有两性，
故答案为：C；
（6）酸性条件下Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，Cr2${O}_{7}^{2-}$具有强氧化性，与Na2S2O5反应生成Cr3+，离子方程式为3S2${O}_{5}^{2-}$+2Cr2${O}_{7}^{2-}$+10H+═4Cr3++6${SO}_{4}^{2-}$+5H2O，
故答案为：3S2${O}_{5}^{2-}$+2Cr2${O}_{7}^{2-}$+10H+═4Cr3++6${SO}_{4}^{2-}$+5H2O。