Question

【題目】工業上設計將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質除去并回收得到V2O5的流程如圖所示：

回答下列問題：

（1）步驟①所得廢渣與強堿反應得離子方程式_______________________________，操作Ⅱ的名稱是_______________________。

（2）步驟②、③的變化過程表示為（下式R表示VO2+，HA表示有機萃取劑）：R2(SO4)n（水層）+2nHA（有機層）2RAn（有機層）+nH2SO4（水層，X試劑為__________（寫化學式）。

（3）按要求完成下列方程式。④的離子方程式為__________________，其中氧化劑與氧化產物的物質的量之比為_____________，若有245gKClO3參與反應時，轉移的電子數目為__________。加氨水調節pH過程中涉及的離子方程式為：__________________________________。

（4）該工藝流程中可以循環利用的物質有_________________和_________________。

Answer 1

【答案】SiO2+2OH-=SiO32-+H2O萃取、分液H2SO46VO2++ClO3-+9H2O=6VO3-+Cl-+18H+1:612NANH3·H2O+H+=NH4++H2O NH4++VO3-=NH4VO3↓（填1個即算正確）氨氣（或氨水或NH3或NH3·H2O）有機萃取劑（HA或有機溶劑或萃取后的有機層也給分）

【解析】

（1）VOSO4、K2SO4、SiO2中的VOSO4、K2SO4可溶于水，SiO2難溶于水；根據流程圖可知操作Ⅱ是加入有機萃取劑后分液；（2）步驟③得到VOSO4，即R2(SO4)n（水層）+2nHA（有機層）2RAn（有機層）+nH2SO4逆向移動，加入硫酸可使平衡逆向移動；（3）根據流程圖，過程④是用KClO3把VO2+氧化為VO3-；KClO3中氯元素化合價降低是氧化劑、VO2+中V元素化合價升高是還原劑，VO3-是氧化產物； ；加氨水調節pH過程中生成NH4VO3沉淀；（4）根據工藝流程圖分析可以循環利用的物質。

（1）VOSO4、K2SO4、SiO2中的VOSO4、K2SO4可溶于水，SiO2難溶于水，所以步驟①所得廢渣是SiO2，SiO2與強堿反應生成硅酸鹽和水，反應離子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；根據流程圖可知操作Ⅱ是加入有機萃取劑后分液，所以操作Ⅱ是萃取、分液；（2）步驟③得到VOSO4，即R2(SO4)n（水層）+2nHA（有機層）2RAn（有機層）+nH2SO4逆向移動，加入硫酸可使平衡逆向移動，所試劑X是H2SO4；（3）根據流程圖，過程④是用KClO3把VO2+氧化為VO3-，反應的離子方程式為6VO2++ClO3-+9H2O=6VO3-+Cl-+18H+；KClO3中氯元素化合價降低是氧化劑、VO2+中V元素化合價升高，VO2+是還原劑，VO3-是氧化產物，氧化劑與氧化產物的物質的量之比為1:6； ，245gKClO3參與反應時，轉移的電子數目為 ；加氨水調節pH過程中生成NH4VO3沉淀，反應離子方程式是 NH4++VO3-=NH4VO3↓；（4）根據工藝流程圖，該工藝流程中可以循環利用的物質有氨氣和有機萃取劑。