為回收利用廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘渣),科研人員研制了一種回收V2O5的新工藝,主要流程如圖。

已知:i.部分含釩物質常溫下在水中的溶解性如下表所示:
物質 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 難溶 | 難溶 | 易溶 |
VO
+
2
VO
-
3
回答下列問題:
(1)用水浸泡廢釩催化劑,為了提高單位時間內廢釩的浸出率,可以采取的措施為
粉碎廢釩
粉碎廢釩
、粉碎廢釩、攪拌或適當升溫
粉碎廢釩、攪拌或適當升溫
(寫兩條)。(2)濾液1和濾液2中含釩的主要物質成分相同。在濾渣1中加入Na2SO3和過量H2SO4溶液發生反應的化學方程式為
V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O
V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O
。(3)生成
VO
+
2
6VO2+++3H2O═6+Cl-+6H+
C
l
O
-
3
VO
+
2
6VO2+++3H2O═6+Cl-+6H+
。C
l
O
-
3
VO
+
2
(4)結合化學用語,用平衡移動原理解釋加入氨水的作用為
作用1:溶液中存在平衡:+2OH?+H2O,加入氨水,使OH-濃度增大,該平衡正移,從而使盡可能都轉化為;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)?(aq)+(aq),加入氨水,使濃度增大,該平衡逆移,從而使NH4VO3盡可能沉淀析出
VO
+
2
VO
-
3
VO
+
2
VO
-
3
NH
+
4
VO
-
3
NH
+
4
作用1:溶液中存在平衡:+2OH?+H2O,加入氨水,使OH-濃度增大,該平衡正移,從而使盡可能都轉化為;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)?(aq)+(aq),加入氨水,使濃度增大,該平衡逆移,從而使NH4VO3盡可能沉淀析出
。VO
+
2
VO
-
3
VO
+
2
VO
-
3
NH
+
4
VO
-
3
NH
+
4
(5)最后釩以NH4VO3的形式沉淀出來。以沉釩率(NH4VO3沉淀中V的質量和廢催化劑中V的質量之比)表示該步反應釩的回收率。請解釋如圖溫度超過80℃以后,沉釩率下降的可能原因是
原因1:溫度升高,NH4VO3溶解度增大,沉釩率下降;原因2:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使濃度下降,沉釩率下降;原因3:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使OH-濃度下降,+2OH-?+H2O,該平衡逆移,導致濃度下降,沉釩率下降;原因4:平衡+2OH-?+H2O,正反應可能是放熱反應,溫度升高,該平衡逆移,導致濃度下降,沉釩率下降
NH
+
4
VO
+
2
VO
-
3
VO
-
3
VO
+
2
VO
-
3
VO
-
3
原因1:溫度升高,NH4VO3溶解度增大,沉釩率下降;原因2:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使濃度下降,沉釩率下降;原因3:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使OH-濃度下降,+2OH-?+H2O,該平衡逆移,導致濃度下降,沉釩率下降;原因4:平衡+2OH-?+H2O,正反應可能是放熱反應,溫度升高,該平衡逆移,導致濃度下降,沉釩率下降
(寫兩條)。NH
+
4
VO
+
2
VO
-
3
VO
-
3
VO
+
2
VO
-
3
VO
-
3
(6)測定產品中V2O5的純度稱取ag產品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液,再加入b1mLc1mol?L-1H2C2O4溶液(2
VO
+
2
M
n
O
-
4
182
(
b
1
c
1
-
2
.
5
b
2
c
2
)
1000
a
182
(
b
1
c
1
-
2
.
5
b
2
c
2
)
1000
a
【答案】粉碎廢釩;粉碎廢釩、攪拌或適當升溫;V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O;6VO2+++3H2O═6+Cl-+6H+;作用1:溶液中存在平衡:+2OH?+H2O,加入氨水,使OH-濃度增大,該平衡正移,從而使盡可能都轉化為;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)?(aq)+(aq),加入氨水,使濃度增大,該平衡逆移,從而使NH4VO3盡可能沉淀析出;原因1:溫度升高,NH4VO3溶解度增大,沉釩率下降;原因2:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使濃度下降,沉釩率下降;原因3:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使OH-濃度下降,+2OH-?+H2O,該平衡逆移,導致濃度下降,沉釩率下降;原因4:平衡+2OH-?+H2O,正反應可能是放熱反應,溫度升高,該平衡逆移,導致濃度下降,沉釩率下降;×100%
C
l
O
-
3
VO
+
2
VO
+
2
VO
-
3
VO
+
2
VO
-
3
NH
+
4
VO
-
3
NH
+
4
NH
+
4
VO
+
2
VO
-
3
VO
-
3
VO
+
2
VO
-
3
VO
-
3
182
(
b
1
c
1
-
2
.
5
b
2
c
2
)
1000
a
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
發布:2024/4/20 14:35:0組卷:110引用:2難度:0.3
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