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从废钒催化剂(主要成分为V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等)中回收V2O5的一种工艺流程示意图如下,请回答下列问题:(1)步骤①中废渣的主要成分是,③中X试剂为.(2)②、③的变化过程
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从废钒催化剂(主要成分为V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等)中回收V2O5的一种工艺流程示意图如下,请回答下列问题:
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(1)步骤①中废渣的主要成分是 ___,③中X试剂为 ___.
(2)②、③的变化过程可简化为R2(SO4)n (水层)+2nHA(有机层)⇌2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)(R表示VO2+,HA表示有机萃取剂).为提高②中萃取百分率,应采取的措施是 ___.
(3)请完成④中反应的离子方程式:
ClO3-+ ___VO2++ ___H+═ ___VO3++ ___Cl-+ ___.
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
结合上表,在实际生产时⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH值为 ___.
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 ___.
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(1)步骤①中废渣的主要成分是 ___,③中X试剂为 ___.
(2)②、③的变化过程可简化为R2(SO4)n (水层)+2nHA(有机层)⇌2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)(R表示VO2+,HA表示有机萃取剂).为提高②中萃取百分率,应采取的措施是 ___.
(3)请完成④中反应的离子方程式:
ClO3-+ ___VO2++ ___H+═ ___VO3++ ___Cl-+ ___.
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
钒沉淀率/% | 88.1 | 94.8 | 96.5 | 98.0 | 98.8 | 98.8 | 96.4 | 93.1 | 89.3 |
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 ___.
▼优质解答
答案和解析
废钒催化剂经过水浸、酸浸、加入亚硫酸钾还原,该过程中二氧化硅不溶于水、不反应,过滤分离,得到废渣为二氧化硅,滤液中含有H+、VO2+、K+、SO42-等,在滤液中加入有机萃取剂萃取滤液中VO2+,通过分液得到含有VO2+的有机层,加入试剂X进行反萃取,结合(2)中步骤②、③的变化为可逆过程,可知X为硫酸,加入硫酸分液得到有机层和水层,由加入氨水调节pH得到的沉淀,结合(3)中可知加入氧化剂KClO3氧化VO2+为VO3+,结合(4)中得到钒沉淀率和溶液pH之间关系,可知pH应调节在1.7~1.8,最后沉淀分解得到氨气和V2O5,由工艺流程可知,氨气与有机溶剂可以循环利用.
(1)钒催化剂经过水浸、酸浸、加入亚硫酸钾还原,该过程中二氧化硅不溶于水、不反应,过滤得到滤渣为二氧化硅;
③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行,可以加入硫酸抑制平衡正向进行,
故答案为:SiO2;H2SO4;
(2)②中萃取时必须加入适量碱,会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行,提高了钒的萃取率,故答案为:加入碱中和硫酸使平衡正移;
(3)KClO3氧化VO2+为VO3+,ClO3-被还原为Cl-,配平后离子方程式为:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O,故答案为:6;6;6;1;3H2O;
(4)根据表中数据判断,⑤中加入氨水,调节溶液pH最佳值为1.7~1.8,此时钒沉淀率达到最大,故答案为:1.7~1.8;
(5)由工业流程图可知,流程中有机萃取剂、氨气可以循环利用,故答案为:有机萃取剂、氨气.
(1)钒催化剂经过水浸、酸浸、加入亚硫酸钾还原,该过程中二氧化硅不溶于水、不反应,过滤得到滤渣为二氧化硅;
③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行,可以加入硫酸抑制平衡正向进行,
故答案为:SiO2;H2SO4;
(2)②中萃取时必须加入适量碱,会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行,提高了钒的萃取率,故答案为:加入碱中和硫酸使平衡正移;
(3)KClO3氧化VO2+为VO3+,ClO3-被还原为Cl-,配平后离子方程式为:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O,故答案为:6;6;6;1;3H2O;
(4)根据表中数据判断,⑤中加入氨水,调节溶液pH最佳值为1.7~1.8,此时钒沉淀率达到最大,故答案为:1.7~1.8;
(5)由工业流程图可知,流程中有机萃取剂、氨气可以循环利用,故答案为:有机萃取剂、氨气.
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