Question

【題目】以硅藻土為載體的五氧化二釩（V2O5）是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：

物質	V2O5	V2O4	K2SO4	SiO2	Fe2O3	Al2O3
質量分數/%	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轉化為VO2+，反應的離子方程式為___________，同時V2O4轉成VO2+。“廢渣1”的主要成分是__________________。

（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變為VO2+，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。“廢渣2”中含有_______。

（4）“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+ V4O124 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、Al(OH)3；（4）堿；（5）K＋ ；（6）2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。

【解析】

試題分析：（1）“酸浸”時V2O5轉化為VO2+，V元素化合價不變，說明不是氧化還原反應，根據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+變為VO2+，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，則根據電子得失守恒可知需要氯酸鉀的物質的量為少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、Al(OH)3。

（4）根據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）根據原子守恒可知偏釩酸銨（NH4VO3 “煅燒”生成七氧化二釩、氨氣和水，發生反應的化學方程式為2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。