Question

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

物質(zhì)	V2O5	V2O4	K2SO4	SiO2	Fe2O3	Al2O3
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	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(zhuǎn)化為VO₂⁺，反應(yīng)的離子方程式為V₂O₅+2H⁺=2VO₂⁺+H₂O，同時V₂O₄轉(zhuǎn)化成VO²⁺．“廢渣1”的主要成分是SiO₂．
（2）“氧化”中欲使3mol的VO²⁺變?yōu)閂O₂⁺，則需要氧化劑KClO₃至少為0.5mol．

Answer 1

分析 從廢釩催化劑中回收V₂O₅，由流程可知，“酸浸”時V₂O₅轉(zhuǎn)化為VO₂⁺，V₂O₄轉(zhuǎn)成VO²⁺．氧化鐵、氧化鋁均轉(zhuǎn)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?yōu)閂O₂⁺，再加KOH時，鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)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，經(jīng)“離子交換”和“洗脫”，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，以此來解答．

解答 解：（1）“酸浸”時V₂O₅轉(zhuǎn)化為VO₂⁺，反應(yīng)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；
（2）“氧化”中欲使3 mol的VO²⁺變?yōu)閂O₂⁺，由電子守恒可知，則需要氧化劑KClO₃至少為$\frac{3mol×（5-4）}{[5-（-1）]}$=0.5mol，
故答案為：0.5．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點，把握流程中發(fā)生的反應(yīng)、混合物分離及實驗技能為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ目疾�，注意元素化合物與實驗相結(jié)合的訓(xùn)練，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等．