Question

【題目】金屬釩被譽(yù)為“合金的維生素”。從廢釩(主要成分為V2O5、Fe2O3、SiO2等)中回收V2O5的一種工藝流程如下圖所示:

已知:

步驟②、③中的變化過(guò)程可簡(jiǎn)化為:Rn+(水層)+nHA(有機(jī)層)RAn(有機(jī)層)+nH+(水層)(式中Rn+表示VO2+或Fe3+，HA表示有機(jī)萃取劑)

回答下列問(wèn)題:

（1）步驟D酸浸過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。

（2）萃取時(shí)應(yīng)加入適量堿的作用是___________________。

（3）步驟④中反應(yīng)的離子方程式為___________________。

（4）步驟⑤加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH=2，釩沉淀率達(dá)到93%且不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀，則此時(shí)溶液中c(Fe3+)<_____mol/L(按25℃計(jì)算，25℃時(shí)Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)。所得NH4VO3為離子化合物，NH4+的電子式為_______。

（5）V2O5是兩性氧化物，在強(qiáng)酸性溶液中以VO2+形式存在，VO2+具有強(qiáng)氧化性，能將I-氧化為I2，本身被還原為V0+，則V2O5與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式為_________________。

(6)為提高釩的回收率，步驟②和③需多次進(jìn)行，假設(shè)酸浸所得“強(qiáng)酸性浸出液”中c(VO2+)=amol/L，步驟②和③每進(jìn)行一次，VO2+萃取率為80%，4次操作后，“強(qiáng)酸性浸出液中”c(VO2+)=_______mol/L(萃取的量=)

Answer 1

【答案】 V2O5+K2SO3+2H2SO4=K2SO4+2VOSO4+2H2O )加入堿中和產(chǎn)生的酸，使平衡向RAn移動(dòng)，提高釩的萃取率 ClO3-+6VO2++3H2O=6VO2++Cl-+6H+ 2.6×l0-3 V2O5+6H++4I-=2VO++2I2+3H2O 1.6a×l0-3

【解析】(1).SiO2不溶于硫酸，鐵離子的化合價(jià)沒(méi)有改變，所以亞硫酸根被氧化，而V2O5被還原為VO2+，方程式為：V2O5+K2SO3+2H2SO4=K2SO4+2VOSO4+2H2O；

(2).與反應(yīng)生成的氫離子反應(yīng)，使反應(yīng)向正向移動(dòng)，提高RAn的生產(chǎn)率，增加萃取量；

(3). VO2+被氧化為VO2+，ClO3-被還原為 Cl-，所以離子方程式為：ClO3-+6VO2++3H2O=6VO2++Cl-+6H+；

(4).當(dāng)pH=2時(shí)，c(OH-)=1.0×10-12mol/L，此時(shí),所以c(Fe3+)<2.6×l0-3mol/L；NH4+的電子式為；

(5).反應(yīng)物為V2O5、H+及I-，生成物為V0+，I2，離子方程式為：V2O5+6H++4I-=2VO++2I2+3H2O

(6). c(VO2+)=a0.24mol/L=1.6a×l0-3 mol/L。