我國(guó)的釩資源非常豐富。釩鉻還原渣是鈉化提釩過(guò)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(zhuǎn)化為VO2+
②1g2≈0.3
③Cr(OH)3的Ksp近似值為1×10-30
④有關(guān)物質(zhì)的溶解度(g/100 g 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 |
回答下列問(wèn)題:
(1)釩(V)在周期表中的位置
第四周期第VB族
第四周期第VB族
。
(2)濾渣的成分為
SiO2
SiO2
(填化學(xué)式),“氧化”生成VO
2+,反應(yīng)的離子方程式為
S2O82-+2VO2++2H2O=2VO2++2 SO42-+4H+
S2O82-+2VO2++2H2O=2VO2++2 SO42-+4H+
。
(3)常溫下,若“含Cr
3+凈化液”中c(Cr
3+)=0.125mol?L
-1,則“水解沉釩”調(diào)pH的范圍是2.5~
4.3
4.3
。(結(jié)果保留1位小數(shù))
(4)“溶液1”中含CrO
2-,加入H
2O
2后發(fā)生反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為
3:2
3:2
。
(5)“溶液2調(diào)pH”,所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O
。
(6)“多步操作”包括蒸發(fā)濃縮、
趁熱過(guò)濾
趁熱過(guò)濾
、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌等步驟。
(7)研究溫度對(duì)Na
2S
2O
8與H
2O
2的氧化-水解沉釩率的影響,得到如圖所示結(jié)果。由圖可知,分別采用Na
2S
2O
8、H
2O
2進(jìn)行“氧化”時(shí),應(yīng)選擇的適宜溫度分別是
80℃
80℃
、
50℃
50℃
。