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为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,主要流程如图:

部分含钒物质常温时在水中的溶解性如表:
物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO22SO4
溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶
回答下列问题:
(1)废钒催化剂,粉碎的目的是
充分接触,加快溶解
充分接触,加快溶解
,VOSO4溶液水解显酸性,离子方程式为
VO2++2H2O⇌VO(OH)2+2 H+
VO2++2H2O⇌VO(OH)2+2 H+

(2)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热法,该反应的化学方程式为
10Al+3V2O5
高温
5Al2O5+6V
10Al+3V2O5
高温
5Al2O5+6V
引发铝热反应的操作是:在纸漏斗中加入铝热剂后,再
铺上氯酸钾,插入镁条,点燃镁条
铺上氯酸钾,插入镁条,点燃镁条

(3)为了提高钒的浸出率,反应①用Na2SO3和硫酸酸浸使催化剂中的V2O5转变成可溶于水的V0SO4,与水浸液合并,再通过反应②用KClO3氧化,使+4价的V氧化成易溶于水的(VO22SO4反应①的离子方程式为
V2O5+
SO
2
-
3
+4H+=2VO2++
SO
2
-
4
+2H2O
V2O5+
SO
2
-
3
+4H+=2VO2++
SO
2
-
4
+2H2O

(4)该工艺中反应③的沉淀率是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式为
NH
+
4
+
VO
-
3
═NH4VO3
NH
+
4
+
VO
-
3
═NH4VO3

(5)已知常温下NH4VO3的溶解度为0.468g/100g水,则NH4VO3的溶度积常数约为
1.6×10-3
1.6×10-3
(已知V的相对原子质量为51)。

【答案】充分接触,加快溶解;VO2++2H2O⇌VO(OH)2+2 H+;10Al+3V2O5
高温
5Al2O5+6V;铺上氯酸钾,插入镁条,点燃镁条;V2O5+
SO
2
-
3
+4H+=2VO2++
SO
2
-
4
+2H2O;
NH
+
4
+
VO
-
3
═NH4VO3↓;1.6×10-3
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:53引用:2难度:0.3
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    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
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    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5
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    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.1
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