Question

【題目】以硅藻土為載體的五氧化二釩（V2O5）是接觸法生產(chǎn)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+，反應的離子方程式為___________，同時V2O4轉(zhuǎn)成VO2+�！皬U渣1”的主要成分是__________________。

（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)閂O2+，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�！皬U渣2”中含有_____________。

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

（5）“流出液”中陽離子最多的是________。

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

Answer 1

【答案】（1）V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O；SiO2 （2）0.5 （3）Fe(OH)3和Al(OH)3

（4）堿 （5）K＋ （6）2NH4VO3V2O5＋H2O↑＋2NH3↑。

【解析】

試題分析：（1）“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，V元素化合價不變，說明不是氧化還原反應，根據(jù)原子守恒可知反應的離子方程式為V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O；二氧化硅與酸不反應，則“廢渣1”的主要成分是二氧化硅。

（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)閂O2+，V元素化合價從＋4價升高到＋5價，而氧化劑KClO3中氯元素化合價從＋5價降低到－1價，根據(jù)電子得失守恒可知需要氯酸鉀的物質(zhì)的量為少3mol÷6＝0.5mol。

（3）“中和”作用之一是使釩以V4O124形式存在于溶液中，同時生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，則“廢渣2”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。

（4）根據(jù)方程式可知為了提高洗脫效率，反應應該向逆反應方向進行，因此淋洗液應該呈堿性。

（5）由于前面加入了氯酸鉀和氫氧化鉀，則“流出液”中陽離子最多的是鉀離子。

（6）根據(jù)原子守恒可知偏釩酸銨（NH4VO3）“煅燒”生成五氧化二釩、氨氣和水，發(fā)生反應的化學方程式為2NH4VO3V2O5＋H2O↑＋2NH3↑。