Question

【題目】以硅藻土為載體的五氧化二釩（V2O5）是接觸法生產硫酸的催化劑．從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環境
又有利于資源綜合利用．廢釩催化劑的主要成分為：

物質	V2O5	V2O4	K2SO4	SiO2	Fe2O3	Al2O3
質量分數/%	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：

回答下列問題：
（1）“酸浸”時V2O5轉化為VO2+ ， 反應的離子方程式為 ， 同時V2O4轉成VO2+ ． “廢渣1”的主要成分是 ．
（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變為VO2+ ， 則需要氧化劑KClO3至少為mol．
（3）“中和”作用之一是使釩以V4O124﹣形式存在于溶液中．“廢渣2”中含有 ．
（4）“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+V4O124﹣ R4V4O12+4OH﹣（以ROH為強堿性陰離子交換樹脂）．為了提高洗脫效率，淋洗液應該呈性（填“酸”“堿”“中”）．
（5）“流出液”中陽離子最多的是 ．
（6）“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，寫出“煅燒”中發生反應的化學方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）V2O5+2H+=2VO2++H2O；SiO2
（2）0.5
（3）Fe（OH）3、Al（OH）3
（4）堿
（5）K+
（6）2NH4VO3 V2O5+H2O+2NH3↑
【解析】從廢釩催化劑中回收V2O5 ， 由流程可知，“酸浸”時V2O5轉化為VO2+ ， V2O4轉成VO2+ ． 氧化鐵、氧化鋁均轉化為金屬陽離子，只有SiO2不溶，則過濾得到的濾渣1為SiO2 ， 然后加氧化劑KClO3 ， 將VO2+變為VO2+ ， 再加KOH時，鐵離子、鋁離子轉化為Fe（OH）3、Al（OH）3沉淀，同時中和硫酸，過濾得到的濾渣2為Fe（OH）3、Al（OH）3 ， “離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+V4O124﹣ R4V4O12+4OH﹣ ， 由ROH為強堿性陰離子交換樹脂可知，堿性條件下利用反應正向移動，流出液中主要為硫酸鉀，“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，“煅燒”時分解生成V2O5 ，
（1）“酸浸”時V2O5轉化為VO2+ ， 反應的離子方程式為V2O5+2H+=2VO2++H2O，由上述分析可知濾渣1為SiO2 ， 所以答案是：V2O5+2H+=2VO2++H2O；SiO2；
（2）3 mol的VO2+變為VO2+ ， 失去3 mol電子，1molKClO3轉化成KCl得到6 mol電子。由電子守恒可知，則需要氧化劑KClO3至少為0.5mol，所以答案是：0.5；
（3）由上述流出分析可知濾渣2為Fe（OH）3、Al（OH）3 ， 所以答案是：Fe（OH）3、Al（OH）3；
（4）利用強堿性陰離子交換樹脂可“離子交換”和“洗脫”，則應選擇堿性條件下使用，且OH﹣濃度大反應逆向移動提高洗脫效率，所以答案是：堿；（5）由上述分析可知，流出液中主要為硫酸鉀，則“流出液”中陽離子最多的是K+ ， 所以答案是：K+；
（6）“煅燒”中發生反應的化學方程式為2NH4VO3 V2O5+H2O+2NH3↑，所以答案是：2NH4VO3 V2O5+H2O+2NH3↑．