Question

【題目】為回收利用廢釩催化劑(含有V205、V0S04及不溶性殘渣），科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，主要流程如下：

部分含釩物質常溫時在水中的溶解性如下：

回答下列問題：

（1）廢釩催化劑，粉碎的目的是 ，V0S04溶液水解顯酸性，離子方程式為

（2）工業上由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱法，該反應的化學方程式為 引發鋁熱反應的操作是：在紙漏斗中加入鋁熱劑后，再

（3）為了提高釩的浸出率，反應①用Na2SO3和硫酸酸浸使催化劑中的V2O5轉變成可溶于水的V0S04，與水浸液合并，再通過反應②用KClO3氧化,使+4價的V氧化成易溶于水的(VO2)2SO4反應①的離子方程式為

（4）該工藝中反應③的沉淀率是回收釩的關鍵之一,該步反應的離子方程式為 。

（5）已知常溫下NH4VO3的溶解度為0.468g/100g水，則NH4VO3的溶度積常數約為 (已知V的相對原子質量為51)。

Answer 1

【答案】（1）充分接觸，加快溶解VO2++2H2OVO（OH）2+2H+(或VO2++3H2OV（OH）4+2H+）

（2）10Al+3V2O55Al2O5+6V鋪上氯酸鉀，插入鎂條，點燃鎂條

（3）V2O5+SO32-+4H+＝2VO2++SO42-+2H2O

（4）NH4++VO3-＝NH4VO3↓（5）1.6×10-3

【解析】

試題分析：（1）廢釩催化劑，粉碎的目的是增大反應物的接觸面積，加快溶解；VOSO4溶液水解顯酸性，離子方程式為VO2++2H2OVO（OH）2+2H+。

（2）工業上由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱法，該反應的化學方程式為10Al+3V2O55Al2O5+6V。引發鋁熱反應的操作是：在紙漏斗中加入鋁熱劑后，再鋪上氯酸鉀，插入鎂條，點燃鎂條；

（3）為了提高釩的浸出率，反應①用Na2SO3和硫酸酸浸使催化劑中的V2O5轉變成可溶于水的VOSO4，反應的離子方程式為V2O5+SO32-+4H+＝2VO2++SO42-+2H2O；

（4）該工藝中反應③的沉淀率是回收釩的關鍵之一，該步反應的離子方程式為NH4++VO3-＝NH4VO3↓。

（5）已知常溫下NH4VO3的溶解度為0.468g/100g水，即0.1L溶液中含有0.468g÷117g/mol＝0.004mol，因此濃度是0.004mol÷0.1L＝0.04mol/L，則NH4VO3的溶度積常數Ksp＝c(NH4+)·c(VO3-)=0.04×0.04＝1.6×10-3。