Question

【題目】在我國的資源儲備中，鉻是重要的戰(zhàn)略金屬資源。以下是以某鉻渣（主要成分為Cr2O3，雜質(zhì)主要是FeO、SiO2等）為原料生產(chǎn)Cr2O3的工藝流程：

已知：Ksp[Mg(OH)2]＝1.2×10－11，Ksp [Cr(OH)3]＝6.4×10－31

（1）若以氧化物形式表示礦物的組成，Fe2SiO4可表示為______。

（2）焙燒時通入氧氣的作用是 ______。

（3）“除雜”時加入MgSO4-(NH4)2SO4混合物與溶液中少量的PO43－ 、AsO43－ 、SiO32－反應(yīng)，分別轉(zhuǎn)化為NH4MgPO4、NH4MgAsO4、MgSiO3沉淀除去。

①反應(yīng)過程控制溶液pH為9，若pH＞9除雜率降低的原因是 ______。

②反應(yīng)的溫度控制在80℃左右，溫度不宜太高的主要原因是_______。

（4）“還原”時先調(diào)節(jié)溶液pH，再加入焦亞硫酸鈉（Na2S2O5）

①完成“還原”反應(yīng)的離子方程式：_____________

②已知鉻液中c(Cr2O72－ )＝0.32 mol/L ，為了不使還原過程產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀，應(yīng) 控制反應(yīng)過程pH不大于 _____。

（5）“沉鉻”主要副產(chǎn)物為______。

Answer 1

【答案】 2FeO·SiO2 將Cr2O3、FeO氧化 pH過高時，Mg2+、NH4+易轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2、NH3，影響沉淀形成。 銨鹽受熱分解 2、3、10H+、4、6、5H2O 4 Na2SO4

【解析】(1). Fe2SiO4中的Fe元素為+2價，以氧化物的形式可表示為：2FeO·SiO2，故答案為：2FeO·SiO2；

(2). 由焙燒后的工藝流程可知，在焙燒時通入氧氣的目的是將Cr2O3、FeO氧化，故答案為：將Cr2O3、FeO氧化；

(3). ①.“除雜”時加入MgSO4-(NH4)2SO4混合物的目的是與溶液中少量的PO43－、AsO43－、SiO32－反應(yīng)，分別轉(zhuǎn)化為NH4MgPO4、NH4MgAsO4、MgSiO3沉淀除去，反應(yīng)過程中需控制溶液pH為9，若pH＞9，則Mg2+、NH4+易轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2、NH3，影響沉淀形成，使除雜率降低，故答案為：Mg2+、NH4+易轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2、NH3，影響沉淀形成；

②. 反應(yīng)的溫度控制在80℃左右，若溫度太高，會使銨鹽受熱分解，降低除雜率，故答案為：銨鹽受熱分解；

(4). ①.在酸性條件下，Cr2O72－與S2O52－發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cr3＋和SO42－，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，配平后的離子方程式為：2Cr2O72－＋3S2O52－＋10H＋=4Cr3＋＋6SO42－＋5H2O，故答案為：2、3、10H+、4、6、5H2O；

②. 鉻液中c(Cr2O72－ )＝0.32 mol/L，由2Cr2O72－＋3S2O52－＋10H＋=4Cr3＋＋6SO42－＋5H2O可知，反應(yīng)后的溶液中c(Cr3+ )＝0.64mol/L，當(dāng)Cr3+開始生成Cr(OH)3沉淀時，溶液中的c3(OH－)=，解得c(OH－)=10－10mol/L，溶液的pH等于4，所以為了不使還原過程產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀，應(yīng)控制反應(yīng)過程pH不大于4，故答案為：4；

(5). 由工藝流程圖和反應(yīng)2Cr2O72－＋3S2O52－＋10H＋=4Cr3＋＋6SO42－＋5H2O可知，“沉鉻”的主要副產(chǎn)物為Na2SO4，故答案為：Na2SO4。