8. 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下图所示：

已知：最高价铬酸根在酸性介质中以存在，在碱性介质中以存在。

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、磷分别以和的形式沉淀，该步需要控制溶液的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左右得到沉淀，在pH<1时，溶解为或在碱性条件下，溶解为或，上述性质说明具有_______(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()溶液，反应的离子方程式为_______。

【答案】(1)Na2CrO4

(2)Fe2O3 (3)SiO₃^2-

(4) ①. 不能形成沉淀 ②. 不能形成沉淀

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(5)C (6)2Cr₂O₇^2-+3S₂O₅^2-+10H⁺=4Cr³⁺+6SO₄^2-+5H₂O

【解析】

【分析】由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷等元素转化为相应的最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、氧化铁的滤渣和滤液;向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将硅元素转化为硅酸沉淀，过滤得到硅酸滤渣和滤液;向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、磷元素转化为和沉淀，过滤得到含有、的滤渣和滤液;向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧化二钒和滤液;向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH将铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。

【小问1详解】

由分析可知，煅烧过程中，铬元素转化为铬酸钠，故答案为：Na₂CrO₄;

【小问2详解】

由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe₂O₃ Fe₂O₃;

【小问3详解】

由分析可知，沉淀步骤调pH到弱碱性的目的是将硅元素转化为硅酸沉淀，故答案为：SiO₃^2-;

【小问4详解】

由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为和沉淀，若溶液pH<9时，会导致磷元素不能形成沉淀若溶液pH>9时，会导镁离子生成氢氧化钠沉淀，不能形成沉淀，导致产品中混有杂质，故答案为：不能形成沉淀;不能形成沉淀;

【小问5详解】

由题给信息可知，五氧化二钒水能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液发生生成盐和水的两性氧化物，故选C;

【小问6详解】

由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，反应的离子方程式为2Cr2O₇^2-+3S₂O₅^2-+10H⁺=4Cr³⁺+6SO₄^2-+5H₂O，故答案为：2Cr₂O₇^2-+3S₂O₅^2-+10H⁺=4Cr³⁺+6SO₅^2-+5H₂O。

编辑：小徐