Question

【题目】金属钒被誉为“合金的维生素”。从废钒(主要成分为V2O5、Fe2O3、SiO2等)中回收V2O5的一种工艺流程如下图所示:

已知:

步骤②、③中的变化过程可简化为:Rn+(水层)+nHA(有机层)RAn(有机层)+nH+(水层)(式中Rn+表示VO2+或Fe3+，HA表示有机萃取剂)

回答下列问题:

（1）步骤D酸浸过程中发生氧化还原反应的化学方程式为______________________。

（2）萃取时应加入适量碱的作用是___________________。

（3）步骤④中反应的离子方程式为___________________。

（4）步骤⑤加入氨水调节溶液pH=2，钒沉淀率达到93%且不产生Fe(OH)3沉淀，则此时溶液中c(Fe3+)<_____mol/L(按25℃计算，25℃时Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)。所得NH4VO3为离子化合物，NH4+的电子式为_______。

（5）V2O5是两性氧化物，在强酸性溶液中以VO2+形式存在，VO2+具有强氧化性，能将I-氧化为I2，本身被还原为V0+，则V2O5与氢碘酸反应的离子方程式为_________________。

(6)为提高钒的回收率，步骤②和③需多次进行，假设酸浸所得“强酸性浸出液”中c(VO2+)=amol/L，步骤②和③每进行一次，VO2+萃取率为80%，4次操作后，“强酸性浸出液中”c(VO2+)=_______mol/L(萃取的量=)

Answer 1

【答案】 V2O5+K2SO3+2H2SO4=K2SO4+2VOSO4+2H2O )加入碱中和产生的酸，使平衡向RAn移动，提高钒的萃取率 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，铁离子的化合价没有改变，所以亚硫酸根被氧化，而V2O5被还原为VO2+，方程式为：V2O5+K2SO3+2H2SO4=K2SO4+2VOSO4+2H2O；

(2).与反应生成的氢离子反应，使反应向正向移动，提高RAn的生产率，增加萃取量；

(3). VO2+被氧化为VO2+，ClO3-被还原为 Cl-，所以离子方程式为：ClO3-+6VO2++3H2O=6VO2++Cl-+6H+；

(4).当pH=2时，c(OH-)=1.0×10-12mol/L，此时,所以c(Fe3+)<2.6×l0-3mol/L；NH4+的电子式为；

(5).反应物为V2O5、H+及I-，生成物为V0+，I2，离子方程式为：V2O5+6H++4I-=2VO++2I2+3H2O

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