Question

隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金維生素”。工業(yè)上回收廢釩催化劑（含有V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2）中釩的主要流程如下：

已知：（1）V2O5和NH4VO3均為難溶物，VOSO4和(VO2)2SO4均為易溶物。

（2） 2VO2++H2C2O4+2H+ = 2VO2+ + 2CO2↑+ 2H2O

回答下列問題：

（1）步驟①前，粉碎的目的是_________________________。

（2）步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。

（3）步驟③的變化過程可簡化為(HA表示有機(jī)萃取劑)：

VOSO4 (水層)+ 2HA（有機(jī)層）VOA2(有機(jī)層）+ H2SO4(水層)，則步驟④中可選擇硫酸作反萃取的原因是_____________。

（4）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以測定操作⑤后溶液中含釩量的步驟為：取10.0mL0.1mol/LH2C2O4溶液于錐形瓶中，加入指標(biāo)劑，將待測液盛放在滴定管中，滴定到終點(diǎn)時(shí)，消耗待測液的體積為10.0mL，由此可知(VO2)2SO4溶液釩元素的含量為_________g/L。

（5）V2O5可用金屬(如Ca、Al)熱還原法獲得釩，則金屬鋁熱還原制得釩的化學(xué)方程式為_______________。

 

Answer 1

【答案】

（1）增大固液接觸面積，加快浸出速率，提高浸出率（2分）

（2）V2O5+ SO32－+4H+=2VO2+ + SO42－+2H2O（2分）

（3）加入硫酸，可使平衡向左進(jìn)行，使VOSO4進(jìn)入水層；（2分）

（4）10.2g/L （2分）

（5）3V2O5+10Al6V+5Al2O3（2分）

【解析】

試題分析：（1）粉碎固體反應(yīng)物，可以增大固液接觸面積，加快浸出速率，提高浸出率。

（2）亞硫酸根具有還原性，酸性條件下，能被五氧化二釩氧化生成硫酸根離子，離子反應(yīng)方程式為：V2O5+ SO32－+4H+=2VO2+ + SO42－+2H2O

（3）加入H2SO4，H2SO4濃度增大，步驟③化學(xué)平衡向向左移動，使VOSO4進(jìn)入水層。

（4）根據(jù)題目所給信息：2VO2+? ~ H2C2O4，可知(VO2)2SO4溶液釩元素的含量為：0.1mol/L×0.01L×2×51g/mol÷0.01L= 10.2g/L。

（5）鋁與五氧化二釩反應(yīng)生成釩與氧化鋁，化學(xué)方程式為：3V2O5+10Al6V+5Al2O3

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)工藝流程的分析、方程式的書寫、化學(xué)計(jì)算。