Question

【題目】為回收利用廢釩催化劑（含有V2O5、VOSO4及不溶性殘渣），科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，主要流程如下：

部分含釩物質在水中的溶解性如下：

物質	VOSO4	V2O5	NH4VO3	(VO2)2SO4
溶解性	可溶	難溶	難溶	易溶

（1）圖中所示濾液中含釩的主要成分為 （寫化學式）。

（2）該工藝中反應③的沉淀率（又稱沉釩率）是回收釩的關鍵之一，該步反應的離子方程式 ；沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨系數（NH4Cl加入質量與料液中V2O5的質量比）和溫度。根據下圖判斷最佳控制氯化銨系數和溫度為 和 。

（3）用硫酸酸化的H2C2O4溶液和(VO2)2SO4溶液反應，以測定反應②后溶液中含釩量，完成反應的離子方程式為：□VO2+＋□H2C2O4＋□________=□VO2+＋□CO2↑＋□H2O

（4）全礬液流電池的電解質溶液為VOSO4溶液，電池的工作原理為：VO2+ ＋ V2+ ＋ 2H+ VO2+ ＋ H2O ＋ V3+，電池放電時正極的電極反應式為 。

Answer 1

【答案】（1）VOSO4

（2）NH4+＋VO3－=NH4VO3↓ ；4 ；80℃ ；

（3）2VO2+＋H2C2O4＋2H+ = 2VO2+＋2CO2↑＋2H2O VO2+＋2H+ + e- = VO2+＋H2O

【解析】

試題分析：

（1）根據溶解性表知，濾渣是V2O5，酸性條件下，V2O5和亞硫酸鈉發生氧化還原反應生成VOSO4，圖中所示濾液中含釩的主要成分為VOSO4；

（2）反應是復分解反應，反應的離子方程式是NH4＋＋VO3－＝NH4VO3↓。根據下圖判斷最佳控制氯化銨系數和溫度為4和80℃沉釩率最大。

（3）根據化合價升降，反應的離子方程式為：2VO2+＋H2C2O4＋2H+ = 2VO2+＋2CO2↑＋2H2O

（4）①原電池中負極失去電子，發生氧化反應。正極得到電子，發生還原反應。根據總的方程式可知VO2＋得到電子被還原為VO2＋，因此正極電極反應式是VO2＋＋2H＋＋e－＝VO2＋＋H2O。