Question

【題目】工業上設計將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質除去并回收得到V2O5的流程如下：
請回答下列問題：
（1）步驟①所得廢渣的成分是（寫化學式），操作I的名稱 ．
（2）步驟②、③的變化過程可簡化為（下式R表示VO2+ ， HA表示有機萃取劑）：R2（SO4）n （水層）+2nHA（有機層）2RAn（有機層）+nH2SO4 （水層）
②中萃取時必須加入適量堿，其原因是 ．
③中X試劑為 ．
（3）⑤的離子方程式為 ．
（4）25℃時，取樣進行試驗分析，得到釩沉淀率和溶液pH之間關系如下表：

pH	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	2.0	2.1
釩沉淀率%	88.1	94.8	96.5	98.0	98.8	98.8	96.4	93.1	89.3

結合上表，在實際生產中，⑤中加入氨水，調節溶液的最佳pH為；若釩沉淀率為93.1%時不產生Fe（OH）3沉淀，則溶液中c（Fe3+）＜ ．
（5）該工藝流程中，可以循環利用的物質有和 ．

Answer 1

【答案】
（1）SiO2；過濾
（2）加入堿中和產生的酸，平衡右移提高了釩的萃取率；硫酸
（3）NH3H2O+VO3﹣═NH4VO3↓+OH﹣
（4）1.7﹣1.8；2.6×10﹣3mol/L
（5）有機萃取劑；氨氣
【解析】解：（1）廢釩催化劑（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等）酸溶后，V2O5、Fe2O3和酸反應，二氧化硅不與酸反應，過濾得到濾渣為二氧化硅，故答案為：SiO2 ， 過濾；（2）②中萃取時必須加入適量堿，分析平衡，Rn+（水層）+nHA（有機層）RAn（有機層）+nH+（水層），加入的堿會和平衡中的氫離子反應促進平衡正向進行；③中反萃取時加入的X試劑是抑制平衡正向進行，可以加入硫酸抑制平衡正向進行，
故答案為：加入堿中和產生的酸，平衡右移提高了釩的萃取率；硫酸；（3）氨水與VO3﹣反應的離子方程式為：NH3H2O+VO3﹣═NH4VO3↓+OH﹣ ， 故答案為：NH3H2O+VO3﹣═NH4VO3↓+OH﹣；（4）根據表中數據判斷，⑤中加入氨水，調節溶液pH最佳值為1.7﹣1.8，此時鋇沉淀率達到最大，需要氨水量較��；若釩沉淀率為93.1%時不產生Fe（OH）3沉淀，此時PH=2，c（H+）=10﹣2mol/L，c（OH﹣）=10﹣12mol/L，則溶液中c（Fe3+）濃度依據溶度積計算，Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH﹣）=2.6×10﹣39 ， 計算得到c（Fe3+）=2.6×10﹣3molL﹣1 ， 不產生Fe（OH）3沉淀，則溶液中c（Fe3+）＜2.6×10﹣3molL﹣1 ，
故答案為：1.7﹣1.8；2.6×10﹣3；（5）分析流程圖，物質參加反應，反應過程中又生成的物質，或重復利用的物質可以循環利用，流程中有機萃取劑、氨氣可以循環利用，故答案為：有機萃取劑；氨氣．
（1）廢釩催化劑（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等）酸溶后，二氧化硅不與酸反應，過濾得到濾渣為二氧化硅；（2）②中萃取時必須加入適量堿，會和平衡中的氫離子反應促進平衡正向進行；③中反萃取時加入的X試劑是抑制平衡正向進行；（3）依據氨水與VO3﹣反應配平得到離子方程式；（4）根據表中數據判斷，⑤中加入氨水，調節溶液pH最佳值為1.8，此時鋇沉淀率達到最大，需要氨水量較�。灰罁�沉淀溶度積計算分析；（5）分析流程圖，物質參加反應，反應過程中又生成可以循環利用；