Question

【題目】含釩石煤(含有鐵、硅、鋁、鈣、鎂等元素的氧化物)中的釩大部分是以V(Ⅲ)和V(Ⅳ)形式存在，由含釩石煤提釩的一種工藝流程如下所示：

已知：銅鐵試劑能與銅、鐵、鋁、鈦等元素形成不溶于水的配合物。

回答下列問題：

(1)含釩石煤預(yù)制時加入復(fù)合添加劑對釩浸出率的影響如圖所示，其中最佳復(fù)合添加劑為______________。

(2)下圖為“抽濾”實驗原理裝置圖，“抽濾”時抽氣泵的作用是______________；

(3)已知酸浸液中被氧化成，其離子方程式為___________________。“凈化除雜”時用銅鐵試劑除去所含的、等雜質(zhì)離子而不通過調(diào)節(jié)酸浸液pH的原因是_________________________________________________________。

(4)“沉釩”的離子反應(yīng)方程式為___________________。

(5)“煅燒”純凈的沉釩產(chǎn)物過程中，固體殘留率與溫度變化如圖所示。已知A點坐標(biāo)為(260℃，85.47%)，則A點對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式為________________________，B點對應(yīng)的物質(zhì)為，則B點坐標(biāo)為________________。

Answer 1

【答案】Na2CO3/K2CO3 抽走裝置中的空氣，形成負壓，加快過濾速率 V2O24++H2O2=2VO2++2H+ 若調(diào)節(jié)酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3膠體，膠體會吸附溶液中的釩酸根離子，造成釩損失 VO3-+NH4+=NH4VO3↓ HVO3 (400℃，77.78%)

【解析】

(1)讀圖找出最佳復(fù)合添加劑；

(2)從抽濾的原理來回答作用；

(3)結(jié)合氧化還原反應(yīng)的規(guī)律寫離子方程式，“凈化除雜”時用銅鐵試劑除去所含的Al3+、Fe3+等雜質(zhì)離子而不通過調(diào)節(jié)酸浸液pH的原因，從兩種方法的優(yōu)劣比較來回答；

(4)讀圖找到產(chǎn)生沉淀的反應(yīng)物，據(jù)此寫“沉釩”的離子反應(yīng)方程式；

(5)讀圖，結(jié)合質(zhì)量守恒定律中元素質(zhì)量守恒計算和化學(xué)反應(yīng)規(guī)律回答。

(1)據(jù)圖可知，在質(zhì)量比相同的情況下，Na2CO3/K2CO3作復(fù)合添加劑時，釩浸出率最高，故最佳復(fù)合添加劑為Na2CO3/K2CO3；

(2)"抽濾"比過濾效果好速度快的原因是裝置內(nèi)外壓強差大，故利用抽氣泵抽走裝置中的空氣，使吸濾瓶中的壓強降低，使過濾速度加快；

(3) V2O24+被H2O2氧化成VO2+，V2O24+作還原劑，V化合價升高，H2O2作氧化劑，O化合價降低，則離子方程式為：V2O24++H2O2=2VO2++2H+；

按信息，銅鐵試劑能與銅、鐵、鋁、鈦等元素形成不溶于水的配合物而除去，若調(diào)節(jié)酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3膠體，膠體會吸附溶液中的釩酸根離子，造成釩損失；

答案為：若調(diào)節(jié)酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3膠體，膠體會吸附溶液中的釩酸根離子，造成釩損失；

(4)據(jù)流程圖知，“含釩凈化液”中的VO3-與銨鹽中NH4+結(jié)合生成NH4VO3沉淀，故“沉釩”的離子反應(yīng)方程式為VO3-+NH4+=NH4VO3↓；

(5) 據(jù)圖，260℃時NH4VO3分解生成HVO3和NH3，則剩余固體質(zhì)量與初始固體質(zhì)量的百分比為×100％≈85.47%，所以A點(260℃ )對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式為HVO3；B點對應(yīng)的物質(zhì)為V2O5，根據(jù)質(zhì)量變化特點，可以得出剩余固體質(zhì)量與初始固體質(zhì)量的百分比為≈77.78%，則B點坐標(biāo)為(400℃，77.78%)。