Question

【題目】釩和五氧化二釩在工業(yè)應(yīng)用中廣泛，某工廠從釩渣中回收金屬，釩渣中主要成分有V2O3、FeO，還含有少量的CuO、Al2O3，工藝流程如圖：

已知：①KspCu(OH)2=1.0×1021；KspFe(OH)3=4.0×1038；KspFe(OH)2=8.0×1016。

②NH4VO3難溶于水，(VO2)2SO4易溶于水。

（1）寫出濾液I中加入過量的CO2時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式；制取純凈的Al2O3需要經(jīng)過一系列操作：過濾、___、___。

（2）煅燒時，濾渣I的主要成分V2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3，寫出其反應(yīng)的化學方程式___。

（3）加入稀硫酸后，酸浸液中VO3與VO2+能大量共存的原因是___（用離子方程式解釋）。

（4）常溫下調(diào)節(jié)酸浸液的pH=___，即可以完全除去鐵、銅兩種元素對應(yīng)的離子___；實際pH值要調(diào)整到8，其目的是___；調(diào)pH=2~2.5后過濾，濾渣III的主要成分為___。

（5）請寫出煅燒濾渣III時，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式___。

Answer 1

【答案】AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- 洗滌 灼燒（或煅燒） V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2↑ VO2++H2OVO3-+2H+ 6 使VO2++H2OVO3-+2H+正向移動，VO2-更多地轉(zhuǎn)化為VO3+ NH4VO3 2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O

【解析】

（1）釩渣中主要成分有V2O3、FeO，還含有少量的CuO、Al2O3，當向釩渣中加入氫氧化鈉溶液時，Al2O3與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，其他物質(zhì)與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，向濾液I中加入過量的CO2時，在溶液中偏鋁酸鈉與CO2反應(yīng)生成Al(OH)3，Al(OH)3受熱分解生成Al2O3；

（2）煅燒時，濾渣I的主要成分V2O3與空氣中的氧氣、碳酸鈉在煅燒的條件下反應(yīng)生成NaVO3，依據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒配平方程式；

（3）加入稀硫酸后，VO3-+2H+VO2++H2O；

（4）結(jié)合KspCu(OH)2=1.0×1021，KspFe(OH)3=4.0×1038，常溫下調(diào)節(jié)酸浸液的pH，除去鐵、銅兩種元素對應(yīng)的離子，減少對V2O5的影響；

（5）結(jié)合題中的信息以及工藝流程圖，NH4VO3煅燒生成V2O5。

（1）Al2O3與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，其他物質(zhì)與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，濾液I中偏鋁酸鈉與過量的CO2反應(yīng)生成Al(OH)3和NaHCO3，反應(yīng)的離子方程式為AlO2-+CO2+

2H2O=Al(OH)3↓+HCO3- ；濾液I中偏鋁酸鈉與過量的CO2反應(yīng)生成Al(OH)3和NaHCO3，過濾得Al(OH)3，然后洗滌Al(OH)3，最后煅燒Al(OH)3生成Al2O3；

（2）煅燒時，濾渣I的主要成分V2O3與空氣中的氧氣、碳酸鈉在煅燒的條件下反應(yīng)生成NaVO3，反應(yīng)的化學方程式為V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2↑；

（3）加入稀硫酸后，酸浸液中VO3與VO2+能大量共存的原因是VO3-+2H+VO2++H2O；

（4）當c(Cu2+)=1.0×105molL1時，1.0×105×c2(OH-)=1.0×1021，c(OH-)=1.0×108 molL1，c(H+)=1.0×106molL1，pH=6，即pH=6時，Cu2+完全沉淀；當c(Fe3+)=1.0×105molL1時，1.0×105×c3(OH-)=4.0×1038，c (OH-)=×1011 molL1，c(H+)>1.0×106molL1，所以當pH=6時，Fe3+、Cu2+已經(jīng)沉淀完全；實際pH值要調(diào)整到8，其目的是使VO2++H2OVO3-+2H+正向移動，VO2-更多地轉(zhuǎn)化為VO3+；因為NH4VO3難溶于水，(VO2)2SO4易溶于水，所以加入硫酸銨調(diào)pH=2~2.5后過濾，濾渣III的主要成分為NH4VO3；

（5）濾渣III的主要成分為NH4VO3，所以煅燒濾渣III時，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O 。