钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。

该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ | Mn2+ |
开始沉淀pH | 1.9 | 7.0 | 3.0 | 8.1 |
完全沉淀pH | 3.2 | 9.0 | 4.7 | 10.1 |
(1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是
加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)
加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)
。(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成
VO
+
2
Fe2+
Fe2+
离子被氧化。写出VO+转化为VO
+
2
VO++2H++MnO2=+Mn2++H2O
VO
+
2
VO++2H++MnO2=+Mn2++H2O
。VO
+
2
(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5•xH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、
Mn2+
Mn2+
,以及部分的 Fe3+和Al3+
Fe3+和Al3+
。(4)“沉淀转溶”中,V2O5•xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是
Fe(OH)3
Fe(OH)3
。(5)“调pH”中有沉淀生产,生成沉淀反应的化学方程式是
HCl+Na[Al(OH)4]=Al(OH)3↓+NaCl+H2O
HCl+Na[Al(OH)4]=Al(OH)3↓+NaCl+H2O
。(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是
利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能析出完全
利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能析出完全
。【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全);Fe2+;VO++2H++MnO2=+Mn2++H2O;Mn2+;Fe3+和Al3+;Fe(OH)3;HCl+Na[Al(OH)4]=Al(OH)3↓+NaCl+H2O;利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能析出完全
VO
+
2
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:101引用:3难度:0.5
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