Question

【題目】釩鈦磁鐵礦煉鋼后剩余的尾渣中含有V2O3、MgO、Al2O3、Fe2O3、SiO2等，現從該

釩渣中回收V2O3的工藝流程如下：

(1)濾液I的成分是NaVO3、NaAlO3和_________(寫化學式)。

(2)檢驗濾渣I中是否含有Fe2O3的方法是_________________。

(3)用離子方程式表示NaAlO3溶液具有堿性的原因_________________。

(4)加入硫酸銨溶液后溶液的pH會有所降低，已知常溫時氨水的電離平衡常數Kb=2×10-5；則0.1 mol·L-1 (NH4)2SO4溶液的PH約為__________。

(5)在沉釩操作中，選擇使用(NH4)2SO4比使用(NH4)2CO3的沉釩效率高，其原因為___________。

(6)NH4VO3和Na2SO4的混合液需要經過蒸發濃縮、趁熱過濾、冷卻結晶和過濾等操作得到NH4VO3晶體，結合下圖，分析為了得到較純凈的NH4VO3晶體和較高的晶體析出率，應選擇最適宜的結晶溫度，為a、b、c、d四點中______點對應的溫度。

(7)最后制備V2O3時煅燒的溫度不宜過高，當溫度在1000℃時，偏釩酸銨(NH4VO3)會分解生成V2O3>和N2以及其他常見的氧化物，請寫出偏釩酸銨在1000℃時分解的化學方程式：___________________________________。

Answer 1

【答案】 Na2SiO3 將少量濾渣I濃于稀鹽酸中，向溶解后的混合液中滴加KSCN溶液，若溶液變為血紅色，說明濾渣中含有Fe2O3 A1O2-+2H2OAl(OH)3+OH- 5 CO32-與NH4+離子水解相互促進，導致（NH4)2CO3溶液中的c(NH4+)比（NH4）2SO4溶液中的c(NH4+)小，因此(NH4)2SO4溶液沉釩效率 b 6NH4VO33V2O3+ 2N2↑+2NH3↑+9H2O↑

【解析】本題分析：本題主要考查對于釩渣中回收V2O3的工藝流程的評價。

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

(2)檢驗濾渣I中是否含有Fe2O3的方法是將少量濾渣I濃于稀鹽酸中，向溶解后的混合液中滴加KSCN溶液，若溶液變為血紅色，說明濾渣中含有Fe2O3。

⑶用離子方程式表示NaAlO2溶液具有堿性的原因A1O2-+2H2OAl(OH)3+OH-。

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

(5)在沉釩操作中，選擇使用(NH4)2SO4比使用(NH4)2CO3的沉釩效率高，其原因為CO32-與NH4+離子水解相互促進，導致（NH4)2CO3溶液中的c(NH4+)比（NH4）2SO4溶液中的c(NH4+)小，因此(NH4)2SO4溶液沉釩效率。

(6)NH4VO3的溶解度隨著溫度升高而增大，所以應盡可能選擇低溫條件。但是a點二者的溶解度一樣大，適宜選擇a、b、c、d四點中b點對應的溫度。

(7)最后制備V2O3時煅燒的溫度不宜過高，當溫度在1000℃時，偏釩酸銨(NH4VO3)會分解生成V2O3>和N2以及其他常見的氧化物，偏釩酸銨在1000℃時分解的化學方程式：6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O↑。