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【题目】钒钛磁铁矿炼钢后剩余的尾渣中含有V2O3、MgO、Al2O3、Fe2O3、SiO2等,现从该

钒渣中回收V2O3的工艺流程如下:

(1)滤液I的成分是NaVO3、NaAlO3_________(写化学式)。

(2)检验滤渣I中是否含有Fe2O3的方法是_________________

(3)用离子方程式表示NaAlO3溶液具有碱性的原因_________________

(4)加入硫酸铵溶液后溶液的pH会有所降低,已知常温时氨水的电离平衡常数Kb=2×10-5;则0.1 mol·L-1 (NH4)2SO4溶液的PH约为__________

(5)在沉钒操作中,选择使用(NH4)2SO4比使用(NH4)2CO3的沉钒效率高,其原因为___________

(6)NH4VO3和Na2SO4的混合液需要经过蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶和过滤等操作得到NH4VO3晶体,结合下图,分析为了得到较纯净的NH4VO3晶体和较高的晶体析出率,应选择最适宜的结晶温度,为a、b、c、d四点中______点对应的温度。

(7)最后制备V2O3时煅烧的温度不宜过高,当温度在1000℃时,偏钒酸铵(NH4VO3)会分解生成V2O3>和N2以及其他常见的氧化物,请写出偏钒酸铵在1000℃时分解的化学方程式:___________________________________

【答案】 Na2SiO3 将少量滤渣I浓于稀盐酸中,向溶解后的混合液中滴加KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明滤渣中含有Fe2O3 A1O2-+2H2OAl(OH)3+OH- 5 CO32-与NH4+离子水解相互促进,导致(NH4)2CO3溶液中的c(NH4+)比(NH42SO4溶液中的c(NH4+)小,因此(NH4)2SO4溶液沉钒效率 b 6NH4VO33V2O3+ 2N2+2NH3+9H2O

【解析】本题分析:本题主要考查对于钒渣中回收V2O3的工艺流程的评价。

(1) Al2O3、SiO2溶解,滤液I的成分是NaVO3、NaAlO2和Na2SiO3

(2)检验滤渣I中是否含有Fe2O3的方法是将少量滤渣I浓于稀盐酸中,向溶解后的混合液中滴加KSCN溶液,若溶液变为血红色,说明滤渣中含有Fe2O3

⑶用离子方程式表示NaAlO2溶液具有碱性的原因A1O2-+2H2OAl(OH)3+OH-

⑷0.1 mol·L-1 (NH4)2SO4溶液中,Kb==2×10-5c()=0.2mol·L-1c(H+)-c(NH3H2O),可得c(H+)=1×10-5,pH约为5

(5)在沉钒操作中,选择使用(NH4)2SO4比使用(NH4)2CO3的沉钒效率高,其原因为CO32-与NH4+离子水解相互促进,导致(NH4)2CO3溶液中的c(NH4+)比(NH42SO4溶液中的c(NH4+)小,因此(NH4)2SO4溶液沉钒效率。

(6)NH4VO3的溶解度随着温度升高而增大,所以应尽可能选择低温条件。但是a点二者的溶解度一样大,适宜选择a、b、c、d四点中b点对应的温度。

(7)最后制备V2O3时煅烧的温度不宜过高,当温度在1000℃时,偏钒酸铵(NH4VO3)会分解生成V2O3>和N2以及其他常见的氧化物,偏钒酸铵在1000℃时分解的化学方程式:6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O↑。

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