Question

【題目】為回收利用廢釩催化劑（含有V2O5、VOSO4及SiO2等，其中VOSO4可溶于水），科研人員最新研制了一種回收釩的新工藝，其主要流程如下：

（1）萃取、反萃取過(guò)程中所需的主要玻璃儀器為 。

（2）上述流程中涉及到兩處氧化還原反應(yīng)。

①“浸取還原”過(guò)程的產(chǎn)物為VOSO4，該反應(yīng)的離子方程式為 。

②“氧化”過(guò)程無(wú)氣體產(chǎn)生，溶液中VO2+轉(zhuǎn)化為VO2+，該反應(yīng)的離子方程式為 。

（3）“沉淀”過(guò)程中，沉釩率受溫度、氯化銨系數(shù)（NH4Cl的質(zhì)量與調(diào)節(jié)pH之后的料液中VO的質(zhì)量比）等的影響，其中溫度與沉淀率的關(guān)系如圖所示，溫度高于80℃沉釩率降低的可能原因是 。

（4）上述流程中所得沉淀為一系列的聚合物種[其分子組成可用NmHnVxOy表示]，質(zhì)譜法分析某沉淀的摩爾質(zhì)量為832g/mol。取該沉淀83.2g用下列裝置測(cè)定其組成，充分焙燒后玻璃管內(nèi)殘留V2O5固體為72.8g；所得氣體通過(guò)U形管后，U形管增重3.6g。

①?gòu)V口瓶中濃硫酸的作用為 。

②該沉淀的分子式為 。

Answer 1

【答案】（1）分液漏斗

（2）①V2O5+SO32—+4H+=2VO2+ +SO42—+2H2O

②6VO2+ + ClO3—+3H2O= 6VO2+ + Cl— + 6H+

（3）溫度高于80度，導(dǎo)致部分氯化銨分解

（4）①吸收產(chǎn)生的氨氣

②N2H16V8O22

【解析】

試題分析：（1）萃取、反萃取過(guò)程中所需的主要玻璃儀器為分液漏斗。

故答案為：分液漏斗；

（2）該流程中涉及到兩處氧化還原反應(yīng)。①“浸取還原”過(guò)程的產(chǎn)物為VOSO4，依據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)和配平規(guī)律可得該反應(yīng)的離子方程式為：V2O5+SO32—+4H+=2VO2+ +SO42—+2H2O。

故答案為：V2O5+SO32—+4H+=2VO2+ +SO42—+2H2O；

②“氧化”過(guò)程無(wú)氣體產(chǎn)生，溶液中VO2+轉(zhuǎn)化為VO2+，依據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)和配平規(guī)律可得該反應(yīng)的離子方程式為：6VO2+ + ClO3—+3H2O= 6VO2+ + Cl— + 6H+。

故答案為：6VO2+ + ClO3—+3H2O= 6VO2+ + Cl— + 6H+；

（3）從溫度與沉淀率的關(guān)系圖可知開(kāi)始隨溫度升高沉降率升高，溫度高于80℃沉釩率降低的可能原因是：溫度高于80度，導(dǎo)致部分氯化銨分解。

故答案為：溫度高于80度，導(dǎo)致部分氯化銨分解；

（4）①?gòu)V口瓶中濃硫酸的作用為吸收產(chǎn)生的氨氣。

故答案為：吸收產(chǎn)生的氨氣；

②由題意可知：n(沉淀)=83.2g÷832g/mol=0.1mol

由題意知沉淀分解生成H2O、NH3和V2O5

n(H2O)=3.6g÷18g/mol= 0.2mol

n(NH3)=(83.2g-72.8g-3.6g)÷17g/mol=0.4mol

n(V2O5)=72.8g÷182g/mol=0.4mol

n(沉淀)：n(H2O)：n(NH3) ：n(V2O5)=1：2：4：4

因此該物質(zhì)的分子式為N4H16V8O22。

故答案為：N4H16V8O22。