Question

【題目】某學習小組欲從工業(yè)廢釩催化劑中回收V2O5，通過分析知該廢釩催化劑的主要成分如下表:

物質	V2O5	V2O4	K2SO4	SiO2	Fe2O3	Al2O3
質量分數/%	2.2～29	2.8～3.1	22～28	60～65	1～2	<1

他們通過查閱資料找到一種廢釩催化劑的回收工藝流程路線如下:

回答下列問題:

（1）“酸浸”時V2O5轉化為VO2+，V2O4轉成VO2+。則“廢渣1”的主要成分是_____________。

（2）“氧化”的目的是使VO2+變?yōu)?/span>VO2+，寫出該反應的離子方程式________________________。

（3）“中和”作用之一是使釩以V4O124-形式存在于溶液中，則“廢渣2”的成分有__________(用化學式表示)。

（4）“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為:4ROH+ V4O124- R4V4O12+4OH-(ROH為強堿性陰離子交換樹脂)。“流出液”中陽離子最多的是_______________；為了提高洗脫效率，淋洗液應該呈______性(填“酸”、“堿“或“中”)。

（5）“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀，寫出得到沉定的化學方程式__________________。

Answer 1

【答案】 SiO2 6VO2++ClO3-+3H2O=6VO22++Cl-+6H+ Fe(OH]3和Al(OH)3 K+ 堿 4NH4Cl+K4V4O12=4NH4VO3+4KC1

【解析】（1）SiO2不溶于水、酸，通過過濾除去，在廢渣中，V2O5被還原為VO2+，V2O4轉成VO2-,與其他離子一起存在在濾液中；(2) “氧化”的目的是使VO2+變?yōu)?/span>VO22+，該反應的離子方程式為：6VO2++ClO3-+3H2O=6VO2++Cl-+6H+；(3)“中和”作用之一是使釩以V4O124-形式存在于溶液中，而溶液中Fe3+、Al3+與KOH反應生成Fe(OH)3、Al(OH)3形成“廢渣2”而除去；(4) “離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+ V4O124- R4V4O12+4OH-(ROH為強堿性陰離子交換樹脂)。“流出液”中陽離子最多的是鉀離子，由上述平衡移動分析可知，為了提高洗脫效率，淋洗液應該呈堿性；（5）生成偏釩酸銨(NH4VO3)沉淀的化學方程式為：4NH4Cl+K4V4O12=4NH4VO3↓+3KCl 。