Question

釩的用途十分廣泛，有金屬“維生素”之稱。某工廠為了從含有雜質(zhì)的VOSO₄樣品中回收得到催化劑V₂O₅，設(shè)計(jì)流程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）步驟①所得廢渣的成分是           （寫化學(xué)式）。NH₄VO₃在焙燒前要洗滌2-3次，該步操作方法為                           。

（2）步驟②、③的變化過(guò)程可簡(jiǎn)化為（下式R表示VO²⁺，HA表示有機(jī)萃取劑）：

R₂(SO₄)_n (水層)+ 2nHA（有機(jī)層）2RA_n（有機(jī)層） + nH₂SO₄  (水層) 

步驟②中萃取時(shí)必須加入適量堿，其原因是                                       。

步驟③中X試劑為            。

（3）⑤的離子方程式為                                       。

（4）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有    和    。

（5）若取VOSO₄樣品wg，測(cè)得消耗a mol·L^—1氯酸鉀溶液VmL（氯酸鉀還原產(chǎn)物為氯化鉀），則1kg樣品理論上可制得的V₂O₅質(zhì)量是               g（用含w、V的代數(shù)式表示）。

 

Answer 1

【答案】

（1）SiO₂ （1分）；在漏斗中加水至浸沒沉淀，待水流盡后重復(fù)操作（2分）

（2）加入堿中和硫酸，促使平衡正向移動(dòng)，提高釩的萃取率(或類似表述，如提高RA_n（有機(jī)層）的濃度、百分含量等)（2分）；    H₂SO₄（1分）

（3）NH₃·H₂O+VO₃^－ =NH₄VO₃↓+OH^－（3分）

（5）氨氣（或氨水）、有機(jī)萃取劑（2分）；

（6）546av/w 克  （3分）

【解析】

試題分析：根據(jù)工藝流程圖知道經(jīng)過(guò)操作1的溶解得到的廢渣是SiO₂， 由下面第（2）小題反應(yīng)知道操作2、3中的萃取和反萃取是利用了平衡移動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)了R₂(SO₄)_n在有機(jī)層和水層中的相互轉(zhuǎn)化，實(shí)際上是對(duì)被提純物的富集過(guò)程，經(jīng)操作4、5前后的比較知，操作4是將VO²⁺氧化成了VO₃^-，操作5又將VO₃^-轉(zhuǎn)化為NH₄VO₃沉淀，最后經(jīng)操作6得到目標(biāo)產(chǎn)物V₂O₅。

考點(diǎn)：本題以工藝流程為基礎(chǔ)，考元素及化合物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、化學(xué)方程式的書寫以及化學(xué)計(jì)算等相關(guān)知識(shí)。