五氧化二钒常用于生产硫酸或石油精炼的催化剂。某化工厂从废钒催化剂中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收五氧化二钒和硫酸钾,既能避免环境污染,又能节约资源。回收工艺流程如图1:

已知:①“酸浸”时V2O5和V2O4先与稀硫酸反应分别生成VO2+和VO2+。
②有机萃取剂萃取VO2+的能力比萃取VO2+的能力强。
③溶液中VO2+与VO3-可相互转化:VO2++H2O⇌VO3-+2H+。
(1)“酸浸”时,FeSO4的作用是 在酸性条件下,将VO2+还原为VO2+在酸性条件下,将VO2+还原为VO2+。
(2)滤渣2的成分主要有 Fe(OH)3、Al(OH)3Fe(OH)3、Al(OH)3(填化学式)。
(3)“萃取”和“反萃取”时,将发生R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)⇌2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)(R表示VO2+,HA表示有机萃取剂),“反萃取”操作加入的试剂是 H2SO4H2SO4(填化学式)。
(4)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为 3H2O+ClO3-+6VO2+=6VO2++Cl-+6H+3H2O+ClO3-+6VO2+=6VO2++Cl-+6H+。
若该废钒催化剂中V2O5的含量为10%(原料中所有的钒已换算成V2O5)。该厂检验科实验室取100g待处理样品,按照上述流程进行实验。当加入150mL0.1mol•L-1的KClO3溶液时,溶液中的钒元素恰好完全反应,则该工艺中钒的最大回收率是 81.981.9%(假设与KClO3反应后的操作步骤中钒元素无损失)。

(5)沉钒率是回收钒的关键之一。
①“沉钒”时,钒元素主要以 VO3-VO3-形式存在(填相应的离子符号)。
②实验发现,温度超过80℃以后沉钒率下降(如图2),可能的原因是 温度升高,一水合氨受热分解,氨气逸出,使OH-浓度下降,VO2++H2O⇌VO3-+2H+,该平衡逆移,导致VO3-浓度下降,沉钒率下降温度升高,一水合氨受热分解,氨气逸出,使OH-浓度下降,VO2++H2O⇌VO3-+2H+,该平衡逆移,导致VO3-浓度下降,沉钒率下降。
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】在酸性条件下,将VO2+还原为VO2+;Fe(OH)3、Al(OH)3;H2SO4;3H2O+ClO3-+6VO2+=6VO2++Cl-+6H+;81.9;VO3-;温度升高,一水合氨受热分解,氨气逸出,使OH-浓度下降,VO2++H2O⇌VO3-+2H+,该平衡逆移,导致VO3-浓度下降,沉钒率下降
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/6/27 10:35:59组卷:16引用:1难度:0.6
相似题
-
1.我国青藏高原的盐湖中蕴藏着丰富的锂资源,已探明的储量约三千万吨,碳酸锂制备高纯金属锂的一种工艺流程如图。下列有关说法错误的是( )
发布:2025/1/6 7:30:5组卷:28引用:2难度:0.9 -
2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质)。用该烧渣制取药用辅料-红氧化铁的工艺流程如图:
(1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
(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
(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发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5 -
3.查阅资料:CaO、MgO在高温下与C难反应,但能与SiO2反应.硫铁矿烧渣是一种工业废渣(含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质),该烧渣可用于制取氧化铁,具体化工生产工艺流程如下:
(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:
(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
(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