Question

【题目】工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如图所示：

回答下列问题：

（1）步骤①所得废渣与强碱反应得离子方程式_______________________________，操作Ⅱ的名称是_______________________。

（2）步骤②、③的变化过程表示为（下式R表示VO2+，HA表示有机萃取剂）：R2(SO4)n（水层）+2nHA（有机层）2RAn（有机层）+nH2SO4（水层，X试剂为__________（写化学式）。

（3）按要求完成下列方程式。④的离子方程式为__________________，其中氧化剂与氧化产物的物质的量之比为_____________，若有245gKClO3参与反应时，转移的电子数目为__________。加氨水调节pH过程中涉及的离子方程式为：__________________________________。

（4）该工艺流程中可以循环利用的物质有_________________和_________________。

Answer 1

【答案】SiO2+2OH-=SiO32-+H2O萃取、分液H2SO46VO2++ClO3-+9H2O=6VO3-+Cl-+18H+1:612NANH3·H2O+H+=NH4++H2O NH4++VO3-=NH4VO3↓（填1个即算正确）氨气（或氨水或NH3或NH3·H2O）有机萃取剂（HA或有机溶剂或萃取后的有机层也给分）

【解析】

（1）VOSO4、K2SO4、SiO2中的VOSO4、K2SO4可溶于水，SiO2难溶于水；根据流程图可知操作Ⅱ是加入有机萃取剂后分液；（2）步骤③得到VOSO4，即R2(SO4)n（水层）+2nHA（有机层）2RAn（有机层）+nH2SO4逆向移动，加入硫酸可使平衡逆向移动；（3）根据流程图，过程④是用KClO3把VO2+氧化为VO3-；KClO3中氯元素化合价降低是氧化剂、VO2+中V元素化合价升高是还原剂，VO3-是氧化产物； ；加氨水调节pH过程中生成NH4VO3沉淀；（4）根据工艺流程图分析可以循环利用的物质。

（1）VOSO4、K2SO4、SiO2中的VOSO4、K2SO4可溶于水，SiO2难溶于水，所以步骤①所得废渣是SiO2，SiO2与强碱反应生成硅酸盐和水，反应离子方程式是SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；根据流程图可知操作Ⅱ是加入有机萃取剂后分液，所以操作Ⅱ是萃取、分液；（2）步骤③得到VOSO4，即R2(SO4)n（水层）+2nHA（有机层）2RAn（有机层）+nH2SO4逆向移动，加入硫酸可使平衡逆向移动，所试剂X是H2SO4；（3）根据流程图，过程④是用KClO3把VO2+氧化为VO3-，反应的离子方程式为6VO2++ClO3-+9H2O=6VO3-+Cl-+18H+；KClO3中氯元素化合价降低是氧化剂、VO2+中V元素化合价升高，VO2+是还原剂，VO3-是氧化产物，氧化剂与氧化产物的物质的量之比为1:6； ，245gKClO3参与反应时，转移的电子数目为 ；加氨水调节pH过程中生成NH4VO3沉淀，反应离子方程式是 NH4++VO3-=NH4VO3↓；（4）根据工艺流程图，该工艺流程中可以循环利用的物质有氨气和有机萃取剂。