V
2O
5是冶金、化工等工業(yè)中的重要催化劑,是一種橙黃色片狀晶體,微溶于水,具有強(qiáng)氧化性,屬于兩性氧化物。某研究小組將從釩鉛鋅礦(主要含有V
2O
5、PbO、ZnO、CaO)中提取V
2O
5及回收鉛、鋅等金屬。工藝流程如圖所示:
已知:NH
4VO
3是白色粉末,可溶于熱水,微溶于冷水,不溶于乙醇、乙醚。
2NH
4VO
3V
2O
5+2NH
3↑+H
2O
請(qǐng)回答:
(1)V
2O
5的結(jié)構(gòu)式為
,則1個(gè)V
2O
5分子中σ鍵的數(shù)目為
6
6
。
(2)釩鉛鋅礦高溫熔煉時(shí),V
2O
5與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。
(3)釩浸出過程中,液固比(液體質(zhì)量:固體質(zhì)量)對(duì)釩浸出率的影響如圖1所示。分析圖像可知,浸出過程的液固比最合適的比例約為2:1,理由是
液固比為2:1時(shí),釩浸出率在97%以上,再進(jìn)一步增大液固比,釩浸出率提高不明顯,而且還會(huì)導(dǎo)致浸出用水量、廢水排放量的增大
液固比為2:1時(shí),釩浸出率在97%以上,再進(jìn)一步增大液固比,釩浸出率提高不明顯,而且還會(huì)導(dǎo)致浸出用水量、廢水排放量的增大
。
(4)在洗滌①操作時(shí),為減少產(chǎn)物的溶解損失,可選用冷水。證明沉淀洗滌干凈的操作是
取最后一次洗滌液加入硝酸銀和稀硝酸,若沒有白色沉淀則證明已洗滌干凈
取最后一次洗滌液加入硝酸銀和稀硝酸,若沒有白色沉淀則證明已洗滌干凈
。
(5)在灼燒②操作時(shí),需在流動(dòng)空氣中灼燒的可能原因
若空氣不流通,由于V2O5具有強(qiáng)氧化性,會(huì)與還原性的NH3反應(yīng),從而影響產(chǎn)物的純度及產(chǎn)率
若空氣不流通,由于V2O5具有強(qiáng)氧化性,會(huì)與還原性的NH3反應(yīng),從而影響產(chǎn)物的純度及產(chǎn)率
。
(6)V
2O
5的應(yīng)用:有氧條件下,NO在釩基催化劑(V
2O
5)作用下可被NH
3還原為N
2。根據(jù)如圖2所示反應(yīng)機(jī)理,NO、NH
3在有氧條件下的總化學(xué)方程式是
4NH
3(g)+4NO(g)+O
2(g)
4N
2(g)+6H
2O(g)
4NH
3(g)+4NO(g)+O
2(g)
4N
2(g)+6H
2O(g)
。
【答案】6;V
2O
5+Na
2CO
32NaVO
3+CO
2↑;液固比為2:1時(shí),釩浸出率在97%以上,再進(jìn)一步增大液固比,釩浸出率提高不明顯,而且還會(huì)導(dǎo)致浸出用水量、廢水排放量的增大;取最后一次洗滌液加入硝酸銀和稀硝酸,若沒有白色沉淀則證明已洗滌干凈;若空氣不流通,由于V
2O
5具有強(qiáng)氧化性,會(huì)與還原性的NH
3反應(yīng),從而影響產(chǎn)物的純度及產(chǎn)率;4NH
3(g)+4NO(g)+O
2(g)
4N
2(g)+6H
2O(g)