五氧化二釩常用于生產(chǎn)硫酸或石油精煉的催化劑。某化工廠(chǎng)從廢釩催化劑中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收五氧化二釩和硫酸鉀,既能避免環(huán)境污染,又能節(jié)約資源?;厥展に嚵鞒倘鐖D1:
已知:①“酸浸”時(shí)V2O5和V2O4先與稀硫酸反應(yīng)分別生成VO2+和VO2+。
②有機(jī)萃取劑萃取VO2+的能力比萃取VO2+的能力強(qiáng)。
③溶液中VO2+與VO3-可相互轉(zhuǎn)化:VO2++H2O?VO3-+2H+。
(1)“酸浸”時(shí),F(xiàn)eSO4的作用是
在酸性條件下,將VO2+還原為VO2+
在酸性條件下,將VO2+還原為VO2+
。
(2)濾渣2的成分主要有 Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3
(填化學(xué)式)。
(3)“萃取”和“反萃取”時(shí),將發(fā)生R2(SO4)n(水層)+2nHA(有機(jī)層)?2RAn(有機(jī)層)+nH2SO4(水層)(R表示VO2+,HA表示有機(jī)萃取劑),“反萃取”操作加入的試劑是 H2SO4
H2SO4
(填化學(xué)式)。
(4)“氧化”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 3H2O+ClO3-+6VO2+=6VO2++Cl-+6H+
3H2O+ClO3-+6VO2+=6VO2++Cl-+6H+
。
若該廢釩催化劑中V2O5的含量為10%(原料中所有的釩已換算成V2O5)。該廠(chǎng)檢驗(yàn)科實(shí)驗(yàn)室取100g待處理樣品,按照上述流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)加入150mL0.1mol?L-1的KClO3溶液時(shí),溶液中的釩元素恰好完全反應(yīng),則該工藝中釩的最大回收率是 81.9
81.9
%(假設(shè)與KClO3反應(yīng)后的操作步驟中釩元素?zé)o損失)。
(5)沉釩率是回收釩的關(guān)鍵之一。
①“沉釩”時(shí),釩元素主要以 VO3-
VO3-
形式存在(填相應(yīng)的離子符號(hào))。
②實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),溫度超過(guò)80℃以后沉釩率下降(如圖2),可能的原因是 溫度升高,一水合氨受熱分解,氨氣逸出,使OH-濃度下降,VO2++H2O?VO3-+2H+,該平衡逆移,導(dǎo)致VO3-濃度下降,沉釩率下降
溫度升高,一水合氨受熱分解,氨氣逸出,使OH-濃度下降,VO2++H2O?VO3-+2H+,該平衡逆移,導(dǎo)致VO3-濃度下降,沉釩率下降
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