Question

【題目】五氧化二釩（V2O5）是接觸法生產(chǎn)硫酸中常用的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：

物質(zhì)	V2O5	V2O4	K2SO4	SiO2	Fe2O3	Al2O3
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	2.2～2.9	2.8～3.1	22～28	60～65	1～2	＜1

以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：

回答下列問(wèn)題：

(1)提高“酸浸”效率的措施：________________；________________(寫(xiě)兩條)。“廢渣1”的主要成分是__________________________。

(2)“氧化”中主要是將VO2+變?yōu)?/span>VO2+，則氧化劑與還原劑之比為________________。

(3)“中和”作用之一是使釩以V4O124-形式存在于溶液中�！皬U渣2”中含有__________。

(4)“離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為：4ROH + V4O124- R4V4O12 + 4OH-（以ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂）。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈______性（填“酸”“堿”“中”）�！傲鞒鲆骸敝嘘�(yáng)離子最多的是______________。

(5)“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，寫(xiě)出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______。

Answer 1

【答案】升高溫度 將廢釩催化劑粉碎 SiO2 1：6 Fe(OH)3、Al(OH)3 堿 K+ 2NH4VO3V2O5 + H2O↑ + 2NH3↑

【解析】

從廢釩催化劑中回收V2O5，由流程可知，“酸浸”時(shí)V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，V2O4轉(zhuǎn)成VO2+．氧化鐵、氧化鋁均轉(zhuǎn)化為金屬陽(yáng)離子，只有SiO2不溶，則過(guò)濾得到的濾渣1為SiO2，然后加氧化劑KClO3，將VO2+變?yōu)?/span>VO2+，再加KOH時(shí)，鐵離子、鋁離子轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，同時(shí)中和硫酸，過(guò)濾得到的濾渣2為Fe（OH）3、Al（OH）3，“離子交換”和“洗脫”可簡(jiǎn)單表示為：4ROH + V4O124- R4V4O12 + 4OH-，由ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂可知，堿性條件下利用反應(yīng)逆向移動(dòng)，流出液中主要為硫酸鉀，“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，“煅燒”時(shí)分解生成V2O5，以此來(lái)解答。

（1）提高酸浸常用方法為將將廢釩催化劑粉碎或者提高溫度等；廢渣1主要是不溶于酸的二氧化硅，

故答案為：升高溫度；將廢釩催化劑粉碎；SiO2；

（2）氧化”中氧化劑為KClO3，Cl元素由+5降到-1價(jià)，降低6價(jià)，還原劑為VO2+，V元素由+4價(jià)升高到+5價(jià)，降低1價(jià)，根據(jù)電子守恒可知答案為：1：6；

（3）由上述流出分析可知濾渣2為Fe（OH）3、Al（OH）3，

故答案為：Fe（OH）3、Al（OH）3；

（4）利用強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂可“離子交換”和“洗脫”，則應(yīng)選擇堿性條件下使用，且OH-濃度大反應(yīng)逆向移動(dòng)提高洗脫效率；由上述分析可知，流出液中主要為硫酸鉀，則“流出液”中陽(yáng)離子最多的是K+，

故答案為：堿；K+；

（5） “煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4VO3V2O5 + H2O↑ + 2NH3↑，故答案為2NH4VO3V2O5 + H2O↑ + 2NH3↑；