【題目】某工廠用回收釩渣(含VOSO4、K2SO4、SiO2)制取V2O5時(shí)工藝流程如下:

請(qǐng)回答下列問題:

1)操作I的名稱 ,中產(chǎn)生廢渣的主要成分是 。

2)己知:VOSO4(水層)+2HA(有機(jī)層)VOA2(有機(jī)層)+H2SO4(水層)。步驟中必須加入適量堿,其原因是 ;步驟中反萃取所用的試劑X

3)步驟中的反應(yīng)的離子方程式:ClO3+VO2++H+VO3++ +

4)沉淀Y的摩爾質(zhì)量為598g·mol—1,且僅含有四種元素。取59.8g沉淀Y的樣品充分焙燒,得到產(chǎn)品54.6g,將產(chǎn)生的氣體通過足量堿石灰,堿石灰增重1.8g,剩余的氣體再通入稀硫酸被完全吸收。通過計(jì)算確定沉淀Y的化學(xué)式為

5)釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系如下

中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液的最佳pH ;若釩沉淀率為93.1%時(shí)不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,則溶液中c(Fe3+) 。(己知:25時(shí),Ksp[Fe(OH)3]2.6×l0—39)

【答案】1過濾;SiO2

2)加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動(dòng),提高釩的萃取率 硫酸

3ClO3+6VO2++6H+6VO3++Cl+3H2O

4V6H8N2016[(NH4)2V6O16等其它合理表達(dá)形式都給分]

51.71.8

【解析】

試題分析:1)操作I實(shí)現(xiàn)固體與液體分離,名稱是過濾;根據(jù)反應(yīng)前后元素對(duì)比,中產(chǎn)生廢渣的主要成分是SiO2;2中必須加入適量堿,中和硫酸,促使VOSO4(水層)+2HA(有機(jī)層)VOA2(有機(jī)層)+H2SO4(水層)平衡正向移動(dòng),提高釩的萃取率;加入硫酸能使VOSO4(水層)+2HA(有機(jī)層)VOA2(有機(jī)層)+H2SO4(水層)平衡逆向移動(dòng),步驟中反萃取所用的試劑X為硫酸;(3)根據(jù)化合價(jià)升降規(guī)律、電荷守恒,步驟中的反應(yīng)的離子方程式ClO3+6VO2++6H+6VO3++Cl+3H2O4)加入氨水產(chǎn)生的沉淀加熱產(chǎn)生氣體,根據(jù)反應(yīng)物情況,該氣體只能為氨氣,分解還產(chǎn)生水,所以應(yīng)含有V、N、H、O四種元素,n(沉淀)=59.8 g/598 g·mol-1=0.1 mol

由殘留物計(jì)算V的量

n(V)=2n(V2O5)=(54.6 g/182 g·mol-1)×2=0.6 mol(1分)

由硫酸增重(氨氣)計(jì)算N的量

n(N)=n(NH3)=(59.8 g-54.6 g-1.8 g)/17 g·mol-1=0.2 mol(1分)

由堿石灰增重計(jì)算水的量,進(jìn)一步計(jì)算H、O元素的量

n(H2O)=1.8 g/18 g·mol-1=0.1 mol

n(H)=2n(H2O)+3n(NH3)=0.8 mol(1分)

n(O)=n(H2O)+5n(V2O5)=1.6 mol(1分)

沉淀的化學(xué)式為V6H8N2O16[或(NH4)2V6O16]。

5)根據(jù)圖示,中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液的最佳pH1.71.8若釩沉淀率為93.1%時(shí)PH=2,溶液中,產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,則溶液中c(Fe3+)<<

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選項(xiàng)

環(huán)境要求

離子或分子

A

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K+、A1O2、Cl、NO3

B

溶液pH>7

Na+、SO32—、K+、S2—

C

水電離產(chǎn)生的c(OH)=10—l2mol/L的溶液

ClO、CO32—、NH4+、K+

D

氯氣中

O2、NH3、CO2、HC1

A. A B. B C. C D. D

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