普通钢中加入少量的钒.就能极大改善钢的弹性和强度.使钢的抗磨损和抗爆裂性大增.且既耐高温又抗奇寒.因此含有“合金维生素之称．工业上回收废钒催化剂(含有V2O5.VOSO4.K2SO4.SiO2)中钒的主要流程如下:回答下列问题:(1)VOSO4和(VO2)2SO4中钒的化合价分别为．(2)滤渣l中的主要成分是．(3)步骤②中发生反应的离子方� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

普通钢中加入少量的钒（化学式V），就能极大改善钢的弹性和强度，使钢的抗磨损和抗爆裂性大增，且既耐高温又抗奇寒，因此含有“合金维生素”之称．工业上回收废钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄、K₂SO₄、SiO₂）中钒的主要流程如下：

回答下列问题：
（1）VOSO₄和（VO₂）₂SO₄中钒的化合价分别为

．
（2）滤渣l中的主要成分是

．（填写化学式）
（3）步骤②中发生反应的离子方程式为

．
（4）步骤③的变化过程可简化为（HA表示有机萃取剂）：VOSO₄+（水层）+2HA₂（有机层）?VOA₂（有机层）+H₂SO₄（水层），则步骤④中可选择硫酸作为萃取剂的原因是

．
（5）调节pH，可将（VO₂）₂SO₄转变为NH₄VO₃沉淀.25℃时，实验测得钒沉淀率与溶液pH之间的关系如下表；

pH	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	20．	2.1
钒沉淀率（%）	88.1	94.8	96.5	98.0	98.8	98.8	96.4	93.1	89.3

在实际生产中，步骤⑥中加入氨水调节溶液的最佳pH为：

；
（6）该工艺流程中，可以循环利用的物质有

；
（7）写出步骤⑧中用铝热法冶炼金属钒的化学方程式

．

考点：金属的回收与环境、资源保护,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,物质的分离、提纯和除杂

专题：实验题

分析：了解流程每一步骤的目的是什么，得到什么物质，如何得到等．性质和实验设计的方法应用，题干信息分析判断能力．
（1）据化合价代数和等于0计算；
（2）据物质的水溶性确定；
（3）亚硫酸根具有还原性，酸性条件下，能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子．
（4）反萃取时加入的硫酸试剂是抑制平衡正向进行；
（5）根据表中数据判断，加入氨水，调节溶液pH最佳值为1.7-1.8，此时钡沉淀率达到最大，需要氨水量较小；
（6）分析流程图，物质参加反应，反应过程中又生成可以循环利用；
（7）铝热反应中，高温条件下，铝和氧化物反应生成氧化铝和另外的金属单质；

解答： 解：（1）根据化合物中各元素正负化合价的代数和为零可知，VOSO₄中V的化合价是+4价，（V0₂）₂SO₄中V的化合价是+5价，
故答案为：+4，+5；
（2）据物质的水溶性确定，V₂O₅和SiO₂难溶于水，
故答案为：V₂O₅、SiO₂；
（3）亚硫酸根具有还原性，酸性条件下，能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子，离子反应方程式为：V₂O₅+SO₃^2-+4H⁺=2VO²⁺+SO₄^2-+2H₂O，
故答案为：V₂O₅+SO₃^2-+4H⁺=2VO²⁺+SO₄^2-+2H₂O；
（4）反萃取时分析平衡，VOSO₄+（水层）+2HA₂（有机层）?VOA₂（有机层）+H₂SO₄（水层），加入硫酸抑制平衡正向进行，使VOSO₄进入水层；
故答案为：加入硫酸使平衡向左移动，使VOSO₄进入水层；
（5）根据表中数据判断，⑤中加入氨水，调节溶液pH最佳值为1.7-1.8，此时钡沉淀率达到最大，需要氨水量较小；
故答案为：1.7-1.8；
（6）分析流程图，物质参加反应，反应过程中又生成的物质，或重复利用的物质可以循环利用，流程中有机萃取剂、氨气可以循环利用，
故答案为：有机萃取剂；氨气；
（7）铝和五氧化二钒发生铝热反应的方程式为：3V₂O₅+10Al

高温

6V+5Al₂O₃，
故答案为：3V₂O₅+10Al

高温

6V+5Al₂O₃．

点评：本题考查了流程分析判断，物质性质和实验设计的方法应用，题干信息分析判断能力，掌握基础是关键，题目难度中等．

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