Question

【題目】含釩石煤(含有鐵、硅、鋁、鈣、鎂等元素的氧化物)中的釩大部分是以V(III)和V(IV)形式存在，由含礬石煤提釩的一種工藝流程如圖所示：

已知：銅鐵試劑能與銅、鐵、鋁、鈦等元素形成不溶于水的配合物。

回答下列問題：

（1）含礬石煤預制時加入復合添加劑對釩浸出率的影響如圖所示，其中最佳復合添加劑為__，最佳添加比例為__。

（2）如圖為“抽濾”實驗原理裝置圖，"抽濾”時抽氣泵的作用是__；“酸浸渣”經“水洗滌”返回“浸出”的目的是__。

（3）已知酸浸液中V2O24+被H2O2氧化成VO2+，其離子方程式為__。“凈化除雜”時用銅鐵試劑除去所含的Al3+、Fe3+等雜質離子而不通過調節酸浸液pH的原因是__。

（4）“沉釩”的離子反應方程式為___。

（5）“煅燒”純凈的沉釩產物過程中，固體殘留率與溫度變化如圖所示。已知A點坐標為(260℃，85.47%)。則A點對應物質的化學式為__，B點對應的物質為V2O5，則B點坐標為___。

Answer 1

【答案】Na2CO3/K2CO3 1：1 抽走裝置中的空氣，形成負壓，加快過濾速率 提高釩浸出率 若調節酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3膠體，膠體會吸附溶液中的釩酸根離子，造成釩損失 HVO3 (400℃，77.78%)

【解析】

（1）讀圖找出最佳復合添加劑及最佳添加比例；

（2）從從抽濾的原理來回答作用；“酸浸渣”經“水洗滌”返回“浸出”的目的從提高原料利用率的角度回答；

（3）結合氧化還原反應的規律寫離子方程式，“凈化除雜”時用銅鐵試劑除去所含的Al3+、Fe3+等雜質離子而不通過調節酸浸液pH的原因，從二種方法的優劣比較來回答；

（4）讀圖找到產生沉淀的反應物，據此寫“沉釩”的離子反應方程式；

（5）讀圖，結合質量守恒定律中元素質量守恒計算和化學反應規律回答。

(1)據圖可知，Na2CO3/K2CO3作復合添加劑時，釩浸出率最高，添加比例為1：1；
故答案為：Na2CO3/K2CO3；1：1；

(2)"抽濾"比過濾效果好速度快的原因是裝置內外壓強差大，是利用抽氣泵使吸濾瓶中的壓強降低，使過濾速度加快；

答案為：抽走裝置中的空氣，形成負壓，加快過濾速率；

“酸浸渣”經“水洗滌”返回“浸出"可提高釩元素的浸出率；

答案為：提高釩浸出率；

(3) V2O24+被H2O2氧化成VO2+，H2O2作氧化劑，其還原產物為水，則離子方程式為：；

答案為：；

按信息，銅鐵試劑能與銅、鐵、鋁、鈦等元素形成不溶于水的配合物而除去，若調節酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3膠體，膠體會吸附溶液中的釩酸根離子，造成釩損失；

答案為：若調節酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3膠體，膠體會吸附溶液中的釩酸根離子，造成釩損失；

(4)據流程圖知，“含釩凈化液”中的與銨鹽中結合生成沉淀；

答案為：；

(5) 260℃時若分解生成HVO3和NH3，則剩余固體質量與初始固體質量的百分比為×100％≈85.47%，所以A點(260℃ )對應物質的化學式為HVO3；

答案為：HVO3；

B點對應的物質為V2O5 ，根據質量變化特點，可以得出剩余固體質量與初始固體質量的百分比為≈77.78%，則B點坐標為(400℃，77.78%)；

答案為：(400℃，77.78%)。