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）五氧化二釩是一種催化劑，可將SO2轉化為SO3，請寫出該反應的化學方程式____________。

（2）“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_____________。

（3）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變為VO2+，則需要氧化劑KClO3至少為______mol。

（4）“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_______。

（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】 2SO2+O2 2SO3 V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O SiO2 0.5 Fe(OH)3、Al(OH)3 K＋ 2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑

【解析】從廢釩催化劑中回收V2O5，由流程可知，“酸浸”時V2O5轉化為VO2+，V2O4轉成VO2+，氧化鐵、氧化鋁均轉化為金屬陽離子，只有SiO2不溶，則過濾得到的濾渣1為SiO2，然后加氧化劑KClO3，將VO2+變為VO2+，再加KOH時，鐵離子、鋁離子轉化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，同時中和硫酸，過濾得到的濾渣2為Fe(OH)3、Al(OH)3，同時使釩以V4O124—形式存在于溶液中，“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+V4O124-R4V4O12+4OH-，由ROH為強堿性陰離子交換樹脂可知，堿性條件下利用反應正向移動，流出液中主要為硫酸鉀，“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，“煅燒”時分解生成V2O5。

(1)五氧化二釩是一種催化劑，可將SO2轉化為SO3，反應的化學方程式為2SO2+O2 2SO3，故答案為：2SO2+O2 2SO3；

(2)“酸浸”時V2O5轉化為VO2+，反應的離子方程式為V2O5+2H+=2VO2++H2O，由上述分析可知濾渣1為SiO2，故答案為：V2O5+2H+=2VO2++H2O；SiO2；

(3)“氧化”中欲使3 mol的VO2+變為VO2+，由電子守恒可知，則需要氧化劑KClO3至少為=0.5mol，故答案為：0.5；

(4)由上述流出分析可知濾渣2為Fe(OH)3、Al(OH)3，故答案為：Fe(OH)3、Al(OH)3；

(5)由上述分析可知，流出液中主要為硫酸鉀，則“流出液”中陽離子最多的是K+，故答案為：K+；

(6)“煅燒”中發生反應的化學方程式為2NH4VO3V2O5+H2O↑+2NH3↑，故答案為：2NH4VO3V2O5+H2O↑+2NH3↑。