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以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂.从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用.废钒催化剂的主要成分为:物质V2O5V2O4K2SO4SiO2
题目详情
以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂.从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用.废钒催化剂的主要成分为:
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_5d04389b80e4112de496735d9bc52c80.jpg)
回答下列问题:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___,同时V2O4转成VO2+.“废渣1”的主要成分是___.
(2)“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为___mol.
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124-形式存在于溶液中.“废渣2”中含有___.
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4O124-
R4V4O12+4OH-(ROH为强碱性阴离子交换树脂).为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈___性(填“酸”、“碱”或“中”).
(5)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式___.
物质 | V2O5 | V2O4 | K2SO4 | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 |
质量分数/% | 2.2~2.9 | 2.8~3.1 | 22~28 | 60~65 | 1~2 | <1 |
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回答下列问题:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___,同时V2O4转成VO2+.“废渣1”的主要成分是___.
(2)“氧化”中欲使3mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为___mol.
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124-形式存在于溶液中.“废渣2”中含有___.
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4O124-
离子交换 |
|
洗脱 |
(5)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式___.
▼优质解答
答案和解析
从废钒催化剂中回收V2O5,由流程可知,“酸浸”时V2O5转化为VO2+,V2O4转成VO2+.氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子,只有SiO2不溶,则过滤得到的滤渣1为SiO2,然后加氧化剂KClO3,将VO2+变为VO2+,再加KOH时,铁离子、铝离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,同时中和硫酸,过滤得到的滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4O124-
R4V4O12+4OH-,由ROH为强碱性阴离子交换树脂可知,碱性条件下利用反应正向移动,流出液中主要为硫酸钾,“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,“煅烧”时分解生成V2O5,
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为V2O5+2H+=2VO2++H2O,由上述分析可知滤渣1为SiO2,
故答案为:V2O5+2H+=2VO2++H2O;SiO2;
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,由电子守恒可知,则需要氧化剂KClO3至少为
=0.5mol,
故答案为:0.5;
(3)由上述流出分析可知滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,
故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)利用强碱性阴离子交换树脂可“离子交换”和“洗脱”,则应选择碱性条件下使用,且OH-浓度大反应逆向移动提高洗脱效率,
故答案为:碱;
(5)由上述分析可知,流出液中主要为硫酸钾,则“流出液”中阳离子最多的是K+,故答案为:K+;
(6)“煅烧”中发生反应的化学方程式为2NH4VO3
V2O5+H2O↑+2NH3↑,
故答案为:2NH4VO3
V2O5+H2O↑+2NH3↑.
离子交换 |
洗脱 |
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为V2O5+2H+=2VO2++H2O,由上述分析可知滤渣1为SiO2,
故答案为:V2O5+2H+=2VO2++H2O;SiO2;
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,由电子守恒可知,则需要氧化剂KClO3至少为
3mol×(5-4) |
5-(-1) |
故答案为:0.5;
(3)由上述流出分析可知滤渣2为Fe(OH)3、Al(OH)3,
故答案为:Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)利用强碱性阴离子交换树脂可“离子交换”和“洗脱”,则应选择碱性条件下使用,且OH-浓度大反应逆向移动提高洗脱效率,
故答案为:碱;
(5)由上述分析可知,流出液中主要为硫酸钾,则“流出液”中阳离子最多的是K+,故答案为:K+;
(6)“煅烧”中发生反应的化学方程式为2NH4VO3
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故答案为:2NH4VO3
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