Question

【題目】（12分）以硅藻土為載體的五氧化二釩（V2O5）是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：

物質(zhì)	V2O5	V2O4	K2SO4	SiO2	Fe2O3	Al2O3
質(zhì)量分數(shù)/%	2.2-2.9	2.8-3.1	22-28	60-65	1-2	<1

以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：

回答下列問題：

（1）“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，反應(yīng)的離子方程式為___________，同時V2O4轉(zhuǎn)成VO2+。“廢渣1”的主要成分是__________________。

（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)?/span>VO2+，則需要氧化劑KClO3至少為______mol。

（3）“中和”作用之一是使釩以V4O124形式存在于溶液中。“廢渣2”中含有_______。

（4）“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+ V4O124 R4V4O12+4OH（ROH為強堿性陰離子交換樹脂）。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈_____性（填“酸”、“堿”或“中”）。

（5）“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。

Answer 1

【答案】

（1）V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O；SiO2

（2）0.5；

（3）Fe(OH)3、Al(OH)3；

（4）堿；

（5）2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑

【解析】

試題分析：從廢釩催化劑中回收V2O5，由流程可知，“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，V2O4轉(zhuǎn)成VO2+．氧化鐵、氧化鋁均轉(zhuǎn)化為金屬陽離子，只有SiO2不溶，則過濾得到的濾渣1為SiO2，然后加氧化劑KClO3，將VO2+變?yōu)?/span>VO2+，再加KOH時，鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，同時中和硫酸，過濾得到的濾渣2為Fe（OH）3、Al（OH）3，“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+V4O124-R4V4O12+4OH-，由ROH為強堿性陰離子交換樹脂可知，堿性條件下利用反應(yīng)正向移動，流出液中主要為硫酸鉀，“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，“煅燒”時分解生成V2O5。

（1）“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，反應(yīng)的離子方程式為V2O5+2H+=2VO2++H2O，由上述分析可知濾渣1為SiO2，故答案為：V2O5+2H+=2VO2++H2O；SiO2；

（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)?/span>VO2+，由電子守恒可知，則需要氧化劑KClO3至少為=0.5mol，故答案為：0.5；

（3）由上述流出分析可知濾渣2為Fe（OH）3、Al（OH）3，故答案為：Fe（OH）3、Al（OH）3；

（4）利用強堿性陰離子交換樹脂可“離子交換”和“洗脫”，則應(yīng)選擇堿性條件下使用，且OH-濃度大反應(yīng)逆向移動提高洗脫效率，故答案為：堿；

（5）“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4VO3V2O5+H2O↑+2NH3↑，故答案為：2NH4VO3V2O5+H2O↑+2NH3↑。