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 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
(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 5Al2O5+6V
高温
10Al+3V2O5 5Al2O5+6V
引发铝热反应的操作是:在纸漏斗中加入铝热剂后,再高温
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(VO2)2SO4反应①的离子方程式为
V2O5++4H+=2VO2+++2H2O
SO
2
-
3
SO
2
-
4
V2O5++4H+=2VO2+++2H2O
SO
2
-
3
SO
2
-
4
(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
NH
+
4
VO
-
3
(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)。【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】充分接触,加快溶解;VO2++2H2O⇌VO(OH)2+2 H+;10Al+3V2O5 5Al2O5+6V;铺上氯酸钾,插入镁条,点燃镁条;V2O5++4H+=2VO2+++2H2O;+═NH4VO3↓;1.6×10-3
高温
SO
2
-
3
SO
2
-
4
NH
+
4
VO
-
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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