Question

【题目】某学习小组欲从工业废钒催化剂中回收V2O5，通过分析知该废钒催化剂的主要成分如下表:

物质	V2O5	V2O4	K2SO4	SiO2	Fe2O3	Al2O3
质量分数/%	2.2～29	2.8～3.1	22～28	60～65	1～2	<1

他们通过查阅资料找到一种废钒催化剂的回收工艺流程路线如下:

回答下列问题:

（1）“酸浸”时V2O5转化为VO2+，V2O4转成VO2+。则“废渣1”的主要成分是_____________。

（2）“氧化”的目的是使VO2+变为VO2+，写出该反应的离子方程式________________________。

（3）“中和”作用之一是使钒以V4O124-形式存在于溶液中，则“废渣2”的成分有__________(用化学式表示)。

（4）“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+ V4O124- R4V4O12+4OH-(ROH为強碱性阴离子交换树脂)。“流出液”中阳离子最多的是_______________；为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈______性(填“酸”、“碱“或“中”)。

（5）“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀，写出得到沉定的化学方程式__________________。

Answer 1

【答案】 SiO2 6VO2++ClO3-+3H2O=6VO22++Cl-+6H+ Fe(OH]3和Al(OH)3 K+ 碱 4NH4Cl+K4V4O12=4NH4VO3+4KC1

【解析】（1）SiO2不溶于水、酸，通过过滤除去，在废渣中，V2O5被还原为VO2+，V2O4转成VO2-,与其他离子一起存在在滤液中；(2) “氧化”的目的是使VO2+变为VO22+，该反应的离子方程式为：6VO2++ClO3-+3H2O=6VO2++Cl-+6H+；(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124-形式存在于溶液中，而溶液中Fe3+、Al3+与KOH反应生成Fe(OH)3、Al(OH)3形成“废渣2”而除去；(4) “离子交换”和“洗脱”可简单表示为：4ROH+ V4O124- R4V4O12+4OH-(ROH为強碱性阴离子交换树脂)。“流出液”中阳离子最多的是钾离子，由上述平衡移动分析可知，为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈碱性；（5）生成偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀的化学方程式为：4NH4Cl+K4V4O12=4NH4VO3↓+3KCl 。