.
⑤ 接觸室中廢釩催化劑含V2O5、VOSO4和SiO2等,VOSO4能溶於水,從廢釩催化劑中回收V2O5的主要流程如下:(1
(1)設需要改濃硫酸的體積為VmL,稀釋過程中溶質硫酸的質量不變,則:1.5mol/L×0.5L×98g/mol=VmL×1.84g/mL×98%,解得V≈40.8;配製500mL 1.5mol/LH2SO4的過程中需要使用的儀器有:燒杯、玻璃棒、量筒、500mL容量瓶、膠頭滴管,還缺少500mL容量瓶、膠頭滴管,
故答案為:40.8mL;500mL容量瓶;膠頭滴管;
(2)V2O5中V的化合價為+5價,反應後產物VOSO4中V化合價為+4價,V的化合價降低被還原,在反應中V2O5做氧化劑;
氧化反應為:KClO3+VOSO4+H2SO4→(VO)2(SO4)3+KCl+H2O(未配平),該反應中KClO3在反應中化合價由+5變成了-1價,化合價降低6價,而VOSO4的化合價由+4變為(VO)2(SO4)3中的+5,化合價升高1價,化合價變化的最小公倍數為6,所以該反應中KClO3與VOSO4的計量數之比為1:6,
故答案為:V2O5;1:6;
(3)59.8g沉澱的物質的量為:
=0.1mol;
取沉澱59.8g充分焙燒,得固體殘留物54.6g,該殘留物為V
2O
5,其物質的量為:n(V
2O
5)=
=0.3mol;
所得氣體通過鹼石灰,減少1.8g,該1.8g為水,水的物質的量為:n(H
2O)=
=0.1mol;
剩餘氣體能被稀硫酸完全吸收,硫酸稀釋的為氨氣,氨氣的物質的量為:n(NH
3)=
=0.2mol;
所以該沉澱的化學式為:3V
2O
5?2NH
3?H
2O,即:V
6N
2H
8O
16,
答:該沉澱的化學式為V
6N
2H
8O
16.
⑥ 釩的用途十分廣泛,有金屬「維生素」之稱.某工廠為了從含有雜質的VOSO4樣品中回收得到催化劑V2O5,設計
(1)廢釩催化劑(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)酸溶後,V2O5、Fe2O3和酸反應,二氧化硅不與酸反應,過濾得到濾渣為二氧化硅;
故答案為:SiO2;在漏斗中加水至浸沒沉澱,待水流盡後重復操作;
(2)②分析平衡,Rn+(水層)+nHA(有機層)?RAn(有機層)+nH+(水層),加入的鹼會中和氫離子促進平衡正向進行,提高了釩的萃取率;
③中反萃取時加入的X試劑是抑制平衡正向進行,可以加入硫酸抑制平衡正向進行;故答案為:加入的鹼會中和氫離子促進平衡正向進行,提高了釩的萃取率;硫酸;
(3)步驟⑤氨水與酸反應的離子方程式為:NH3?H2O+H+=NH4++H2O,故答案為:NH3?H2O+H+=NH4++H2O;
(4)分析流程圖,物質參加反應,反應過程中又生成的物質,或重復利用的物質可以循環利用,流程中有機萃取劑、氨氣可以循環利用,
故答案為:氨氣;有機萃取劑;
(5)根據電子守恆,n(VOSO4)×1=a mol?L-1×V×10-3L×6,則1kg樣品理論上可製得的V2O5質量是
×
=
g;故答案為:
.
⑦ 從廢釩催化劑(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)中回收V2O5的一種生產工藝流程示意圖如下:回答下列問題:
(1)廢釩催化劑(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)酸溶後,V2O5、Fe2O3和酸反應,二氧化硅不與酸反應,過濾得到濾渣為二氧化硅,
故答案為:SiO2;
(2)②中萃取時必須加入適量鹼,分析平衡,Rn+(水層)+nHA(有機層)?RAn(有機層)+nH+(水層),加入的鹼會和平衡中的氫離子反應促進平衡正向進行;③中反萃取時加入的X試劑是抑制平衡正向進行,可以加入硫酸抑制平衡正向進行,
故答案為:加入鹼中和產生的酸,平衡右移提高了釩的萃取率;硫酸;
(3)依據氧化還原反應元素化合價變化和電子守恆原子守恆分析配平,ClO3-中氯元素化合價從+5價變化為-1價,得到電子6,VO2+變化為VO3+、元素化合價從+4價變化為+5價失電子1,依據電子守恆、原子守恆配平得到離子方程式為:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O,
故答案為:3H2O;
(4)根據表中數據判斷,⑤中加入氨水,調節溶液pH最佳值為1.6,此時鋇沉澱率達到最大,需要調節的PH較小;若釩沉澱率為90%時不產生Fe(OH)3沉澱,此時PH=2,氫離子濃度=10-2mol/L,c(OH-)=10-12mol/L,則溶液中c(Fe3+)濃度依據溶度積計算,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=2.6×10-39,計算得到c(Fe3+)=2.6×10-3mol/L,不產生Fe(OH)3沉澱,則溶液中c(Fe3+)<4.0×10-2mol/L,
故答案為:1.6;2.6×10-3mol/L;
(5)依據流程反應分析,加入的試劑在反應過程中生成的離子為,除H+之外的陽離子為Fe3+、VO22+、NH4+、K+,故答案為:Fe3+、VO22+、NH4+、K+.
⑧ 工業上以黃鐵礦為原料生產硫酸主要分為三個階段進行,即煅燒、催化氧化、吸收.請回答下列個問題:(1)
(1)以黃鐵礦為原料生產硫酸主要分為三個階段進行,即煅燒、催化氧化、吸收;其中二氧化硫的催化氧化在催化劑表面和空氣中的氧氣接觸反應,若氣體中含有雜質氣體容易使催化劑中毒,所以煅燒黃鐵礦形成的爐氣必須經除塵、洗滌、乾燥;故答案為:接觸室,防止催化劑中毒.
(2)依據圖1中的轉化關系,V2O5參與反應先做氧化劑把二氧化硫氧化為三氧化硫,本身被還原為圖中產物V2O4;根據氧化還原反應的實質寫出並配平a步化學方程式SO2+V2O5?SO3+V2O4;C是VOSO4轉化為SO3,此過程需要重新生成催化劑V2O5,需要氧化劑完成,此過程中的氧化劑時氧氣,根據化合價的變化寫出C步化學方程式4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3;故答案為:4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3
(3)2SO2+O2
催化劑 | .
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