釩鉻還原渣是鈉化提釩過程的固體廢棄物,其主要成分為VO2?xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2。一種初步分離釩鉻還原渣中釩鉻并獲得Na2Cr2O7的工藝流程如圖:

已知:①“酸浸”后VO2?xH2O轉化為VO2+;②Cr(OH)3的Ksp近似為1×10-30;
③有關物質的溶解度(g/100g H2O)如表所示:
溫度/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
Na2Cr2O7 | 183.6 | 215.1 | 269.2 | 376.4 | 415.0 |
Na2SO4 | 19.5 | 48.8 | 45.3 | 43.7 | 42.5 |
(1)“濾渣”的主要成分是
二氧化硅或SiO2
二氧化硅或SiO2
,“氧化”生成VO2+,發生反應的離子方程式為 2VO2++S2O82-+2H2O=2 VO2++2SO42-+4H+
2VO2++S2O82-+2H2O=2 VO2++2SO42-+4H+
。(2)若“含Cr3+凈化液”中c(Cr3+)=0.1 mol/L,則“水解沉釩”調pH的范圍是2.5~
4.3
4.3
。(3)“溶液1”中含CrO2-,加入H2O2后發生反應的離子方程式為
3H2O2+2CrO2-+2OH-=2CrO42-+4H2O
3H2O2+2CrO2-+2OH-=2CrO42-+4H2O
,該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為 3:2
3:2
。(4)“多步操作”包括蒸發濃縮、
趁熱過濾
趁熱過濾
、冷卻結晶、過濾、洗滌等步驟。(5)研究溫度對Na2S2O8與H2O2的氧化-水解沉釩率的影響,得到如圖所示結果。

釩鉻還原渣酸浸液初始溫度在90℃左右,降低溫度能耗增加。由圖可知,分別采用H2O2、Na2S2O8進行“氧化”時,應選擇的適宜溫度是
60℃
60℃
、90℃
90℃
,與Na2S2O8相比,采用H2O2氧化的主要不足之處有 沉釩率低,鉻損率高;溫度較高時H2O2易分解,需降溫導致能耗增加等
沉釩率低,鉻損率高;溫度較高時H2O2易分解,需降溫導致能耗增加等
(寫出兩點)。【考點】物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用.
【答案】二氧化硅或SiO2;2VO2++S2O82-+2H2O=2 VO2++2SO42-+4H+;4.3;3H2O2+2CrO2-+2OH-=2CrO42-+4H2O;3:2;趁熱過濾;60℃;90℃;沉釩率低,鉻損率高;溫度較高時H2O2易分解,需降溫導致能耗增加等
【解答】
【點評】
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發布:2024/4/20 14:35:0組卷:54難度:0.6
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