Question

【題目】工業(yè)上設(shè)計(jì)將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程如下：
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）步驟①所得廢渣的成分是（寫(xiě)化學(xué)式），操作I的名稱 ．
（2）步驟②、③的變化過(guò)程可簡(jiǎn)化為（下式R表示VO2+ ， HA表示有機(jī)萃取劑）：R2（SO4）n （水層）+2nHA（有機(jī)層）2RAn（有機(jī)層）+nH2SO4 （水層）
②中萃取時(shí)必須加入適量堿，其原因是 ．
③中X試劑為 ．
（3）⑤的離子方程式為 ．
（4）25℃時(shí)，取樣進(jìn)行試驗(yàn)分析，得到釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系如下表：

pH	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7	1.8	1.9	2.0	2.1
釩沉淀率%	88.1	94.8	96.5	98.0	98.8	98.8	96.4	93.1	89.3

結(jié)合上表，在實(shí)際生產(chǎn)中，⑤中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液的最佳pH為；若釩沉淀率為93.1%時(shí)不產(chǎn)生Fe（OH）3沉淀，則溶液中c（Fe3+）＜ ．
（5）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有和 ．

Answer 1

【答案】
（1）SiO2；過(guò)濾
（2）加入堿中和產(chǎn)生的酸，平衡右移提高了釩的萃取率；硫酸
（3）NH3H2O+VO3﹣═NH4VO3↓+OH﹣
（4）1.7﹣1.8；2.6×10﹣3mol/L
（5）有機(jī)萃取劑；氨氣
【解析】解：（1）廢釩催化劑（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等）酸溶后，V2O5、Fe2O3和酸反應(yīng)，二氧化硅不與酸反應(yīng)，過(guò)濾得到濾渣為二氧化硅，故答案為：SiO2 ， 過(guò)濾；（2）②中萃取時(shí)必須加入適量堿，分析平衡，Rn+（水層）+nHA（有機(jī)層）RAn（有機(jī)層）+nH+（水層），加入的堿會(huì)和平衡中的氫離子反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行；③中反萃取時(shí)加入的X試劑是抑制平衡正向進(jìn)行，可以加入硫酸抑制平衡正向進(jìn)行，
故答案為：加入堿中和產(chǎn)生的酸，平衡右移提高了釩的萃取率；硫酸；（3）氨水與VO3﹣反應(yīng)的離子方程式為：NH3H2O+VO3﹣═NH4VO3↓+OH﹣ ， 故答案為：NH3H2O+VO3﹣═NH4VO3↓+OH﹣；（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷，⑤中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液pH最佳值為1.7﹣1.8，此時(shí)鋇沉淀率達(dá)到最大，需要氨水量較小；若釩沉淀率為93.1%時(shí)不產(chǎn)生Fe（OH）3沉淀，此時(shí)PH=2，c（H+）=10﹣2mol/L，c（OH﹣）=10﹣12mol/L，則溶液中c（Fe3+）濃度依據(jù)溶度積計(jì)算，Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3+）×c3（OH﹣）=2.6×10﹣39 ， 計(jì)算得到c（Fe3+）=2.6×10﹣3molL﹣1 ， 不產(chǎn)生Fe（OH）3沉淀，則溶液中c（Fe3+）＜2.6×10﹣3molL﹣1 ，
故答案為：1.7﹣1.8；2.6×10﹣3；（5）分析流程圖，物質(zhì)參加反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中又生成的物質(zhì)，或重復(fù)利用的物質(zhì)可以循環(huán)利用，流程中有機(jī)萃取劑、氨氣可以循環(huán)利用，故答案為：有機(jī)萃取劑；氨氣．
（1）廢釩催化劑（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等）酸溶后，二氧化硅不與酸反應(yīng)，過(guò)濾得到濾渣為二氧化硅；（2）②中萃取時(shí)必須加入適量堿，會(huì)和平衡中的氫離子反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行；③中反萃取時(shí)加入的X試劑是抑制平衡正向進(jìn)行；（3）依據(jù)氨水與VO3﹣反應(yīng)配平得到離子方程式；（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷，⑤中加入氨水，調(diào)節(jié)溶液pH最佳值為1.8，此時(shí)鋇沉淀率達(dá)到最大，需要氨水量較小；依據(jù)沉淀溶度積計(jì)算分析；（5）分析流程圖，物質(zhì)參加反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中又生成可以循環(huán)利用；