Question

【題目】V2O5可作化學工業中的催化劑，廣泛用于冶金、化工等行業。V2O5是一種橙黃色片狀晶體，微溶于水，具有強氧化性，屬于兩性氧化物。某研究小組將從釩鉛鋅礦(主要含有V2O5、PbO、ZnO、CaO)中提取V2O5及回收鉛、鋅等金屬。工藝流程如下圖所示：

已知：NH4VO3是白色粉末，可溶于熱水，微溶于冷水，不溶于乙醇、乙醚。2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O

請回答：

（1）釩鉛鋅礦高溫熔煉時，生成金屬鉛的反應屬于基本反應類型中的________反應； V2O5與純堿反應的化學方程式為_______________________。

（2）流程中操作I的名稱是_______________________。

（3）焦炭用量對還原熔煉效果的影響如下左圖所示。分析圖像可知，焦炭用量應取礦石質量的約______% 較為合適。

（4）釩浸出過程中，液固比(液體質量：固體質量)對釩浸出率的影響如上右圖所示。分析圖像可知，浸出過程的液固比最合適的比例約為2:1,理由是___________。

（5）為制取純度較高的V2O5，往含釩浸出液(主要為NaVO3)中加NH4Cl溶液，該反應的化學方程式是_________________________。

（6）在洗滌①操作時，可選用的洗滌劑________ (填選項字母)。

A．乙醚 B．1% NH4Cl 溶液 C．熱水 D．冷水

（7）在灼燒②操作時，需在流動空氣中灼燒的可能原因_____________________。

Answer 1

【答案】置換 V2O5+Na2CO32NaVO3+ CO2↑ 過濾 10 液固比為2:1時,釩浸出率在97%以上,再進一步增大液固比,釩浸出率提高不明顯,而且還會導致浸出用水量、廢水排放量的增大。 NaVO3+NH4Cl=NaCl+NH4VO3↓ BD 若空氣不流通，由于V2O5具有強氧化性，會與還原性的NH3反應，從而影響產物的純度及產率

【解析】

（1）反應過程中加入了單質碳，反應生成單質金屬鉛，反應屬于基本反應類型中的置換反應。V2O5與純堿反應生成NaVO3和 CO2氣體，故反應方程式為V2O5+Na2CO32NaVO3+ CO2↑ 。

故答案為 置換 V2O5+Na2CO32NaVO3+ CO2↑

（2）流程中操作I是分離難溶性固體與可溶性液體混合物，名稱是過濾。

故答案為 過濾

（3）根據焦炭用量對還原熔煉效果的影響圖像可知，焦炭用量應取礦石質量的約10%較為合適。

故答案為 10

（4）釩浸出過程中，液固比(液體質量：固體質量)對釩浸出率的影響如上右圖所示。分析圖像可知，浸出過程的液固比最合適的比例約為2:1，這時浸出率為97%以上，為進一步增大液固比，釩浸出率提高不明顯，而且還會導致浸出用水量、廢水排放量增大等問題；

故答案為 液固比為2:1時,釩浸出率在97%以上,再進一步增大液固比,釩浸出率提高不明顯,而且還會導致浸出用水量、廢水排放量的增大。

（5）往含釩浸出液中加NH4Cl溶液，發生反應NaVO3+NH4Cl=NaCl+NH4VO3↓，該反應屬于基本反應類型中的復分解反應。

故答案為 NaVO3+NH4Cl=NaCl+NH4VO3↓

（6）已知NH4VO3可溶于熱水，微溶于冷水，不溶于乙醇、乙醚。且為減小產物的損失，可以選擇1% NH4Cl 溶液和冷水進行洗滌。

故答案為 BD

（7）灼燒操作②的過程中由NH4VO3灼燒得到V2O5和NH3↑，若空氣不流通，由于V2O5具有強氧化性，會與還原性的NH3反應，從而影響產物的純度及產率，故要在流通的熱空氣中進行。

故答案為若空氣不流通，由于V2O5具有強氧化性，會與還原性的NH3反應，從而影響產物的純度及產率。