Question

【题目】在我国的资源储备中，铬是重要的战略金属资源。以下是以某铬渣（主要成分为Cr2O3，杂质主要是FeO、SiO2等）为原料生产Cr2O3的工艺流程：

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矿物的组成，Fe2SiO4可表示为______。

（2）焙烧时通入氧气的作用是 ______。

（3）“除杂”时加入MgSO4-(NH4)2SO4混合物与溶液中少量的PO43－ 、AsO43－ 、SiO32－反应，分别转化为NH4MgPO4、NH4MgAsO4、MgSiO3沉淀除去。

①反应过程控制溶液pH为9，若pH＞9除杂率降低的原因是 ______。

②反应的温度控制在80℃左右，温度不宜太高的主要原因是_______。

（4）“还原”时先调节溶液pH，再加入焦亚硫酸钠（Na2S2O5）

①完成“还原”反应的离子方程式：_____________

②已知铬液中c(Cr2O72－ )＝0.32 mol/L ，为了不使还原过程产生Cr(OH)3沉淀，应 控制反应过程pH不大于 _____。

（5）“沉铬”主要副产物为______。

Answer 1

【答案】 2FeO·SiO2 将Cr2O3、FeO氧化 pH过高时，Mg2+、NH4+易转化为Mg(OH)2、NH3，影响沉淀形成。 铵盐受热分解 2、3、10H+、4、6、5H2O 4 Na2SO4

【解析】(1). Fe2SiO4中的Fe元素为+2价，以氧化物的形式可表示为：2FeO·SiO2，故答案为：2FeO·SiO2；

(2). 由焙烧后的工艺流程可知，在焙烧时通入氧气的目的是将Cr2O3、FeO氧化，故答案为：将Cr2O3、FeO氧化；

(3). ①.“除杂”时加入MgSO4-(NH4)2SO4混合物的目的是与溶液中少量的PO43－、AsO43－、SiO32－反应，分别转化为NH4MgPO4、NH4MgAsO4、MgSiO3沉淀除去，反应过程中需控制溶液pH为9，若pH＞9，则Mg2+、NH4+易转化为Mg(OH)2、NH3，影响沉淀形成，使除杂率降低，故答案为：Mg2+、NH4+易转化为Mg(OH)2、NH3，影响沉淀形成；

②. 反应的温度控制在80℃左右，若温度太高，会使铵盐受热分解，降低除杂率，故答案为：铵盐受热分解；

(4). ①.在酸性条件下，Cr2O72－与S2O52－发生氧化还原反应生成Cr3＋和SO42－，根据得失电子守恒和原子守恒，配平后的离子方程式为：2Cr2O72－＋3S2O52－＋10H＋=4Cr3＋＋6SO42－＋5H2O，故答案为：2、3、10H+、4、6、5H2O；

②. 铬液中c(Cr2O72－ )＝0.32 mol/L，由2Cr2O72－＋3S2O52－＋10H＋=4Cr3＋＋6SO42－＋5H2O可知，反应后的溶液中c(Cr3+ )＝0.64mol/L，当Cr3+开始生成Cr(OH)3沉淀时，溶液中的c3(OH－)=，解得c(OH－)=10－10mol/L，溶液的pH等于4，所以为了不使还原过程产生Cr(OH)3沉淀，应控制反应过程pH不大于4，故答案为：4；

(5). 由工艺流程图和反应2Cr2O72－＋3S2O52－＋10H＋=4Cr3＋＋6SO42－＋5H2O可知，“沉铬”的主要副产物为Na2SO4，故答案为：Na2SO4。