题目

五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。为回收利用含钒催化剂，研制了一种利用废催化剂（含有V2O5、VOSO4、不溶性硅酸盐）回收V2O5的新工艺流程如图： 已知：①部分含钒物质常温下在水中的溶解性如表所示： 物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO2)2SO4 溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶 ②VO2++OH- VO3-+H2O 回答下列问题： （1） 用水浸泡废催化剂，为了提高单位时间内废钒的浸出率，在不加试剂情况下，可以采取的措施为（写一条）。 （2） 滤液1和滤液2中钒的存在形式相同，其存在形式为（填离子符号）。 （3） 每生成1mol（VO2）2SO4时转移电子的数目为。 （4） 在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应的离子方程式为。 （5） 结合化学用语，用平衡移动原理解释加入氨水的一种作用为。 （6） 新工艺流程的最后，钒以NH4VO3的形式沉淀出来；如图中横坐标表示反应II的温度，纵坐标表示沉钒率，沉钒率是指NH4VO3沉淀中V元素的质量和废催化剂中V元素的质量之比，也即是钒的回收率。请解释图中温度超过80℃以后，沉钒率下降的可能原因是。 （7） 该工艺流程中可以循环利用的物质为。 （8） 若实验室用的原料中V2O5占6%(原料中的所有钒已换算成V2O5)。取100克该废钒催化剂按工业生产的步骤进行实验。当加入100mL0.1mol/L的KClO3溶液时，溶液中的钒恰好被完全处理，假设与KClO3反应后的操作步骤中钒没有损失，则该实验中钒的回收率是（保留3位有效数字）。 答案： 【1】粉碎废钒；搅拌；适当升温 【1】VO2+ 【1】2NA或1.204×1024 【1】V2O5＋SO32-＋4H+=2VO2+＋SO42-＋2H2O 【1】作用1：溶液中存在平衡：VO2++2OH- ⇌ VO3-+H2O，加入氨水，使OH-浓度增大，该平衡正移，从而使VO2+尽可能都转化为VO3-作用2：溶液中存在平衡:NH4VO3(s) ⇌ NH4+(aq)+VO3-(aq)，加入氨水，使NH4+浓度增大，该平衡逆移，从而使NH4VO3尽可能沉淀析出 【1】原因1：温度升高，NH4VO3溶解度增大，沉钒率下降。原因2：温度升高，氨水受热分解逸出溶液，使NH4+浓度下降，沉钒率下降。原因3：温度升高，氨水受热分解逸出溶液，使OH-浓度下降，VO2++2OH- ⇌ VO3-+H2O，该平衡逆移，导致VO3-浓度下降，沉钒率下降。原因4：平衡VO2++2OH- ⇌ VO3-+H2O，正反应可能是放热反应，温度升高，该平衡逆移，导致VO3-浓度下降，沉钒率下降 【1】氨水或NH3和H2O 【1】91.0%

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