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菁優(yōu)網(wǎng)為回收利用廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)蒲腥藛T研制了一種回收V2O5的新工藝,主要流程如圖。
菁優(yōu)網(wǎng)
已知:i.部分含釩物質(zhì)常溫下在水中的溶解性如下表所示:
物質(zhì) VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO22SO4
溶解性 可溶 難溶 難溶 易溶
ii.
VO
+
2
+2OH-?
VO
-
3
+H2O。
回答下列問(wèn)題:
(1)用水浸泡廢釩催化劑,為了提高單位時(shí)間內(nèi)廢釩的浸出率,可以采取的措施為
粉碎廢釩
粉碎廢釩
粉碎廢釩、攪拌或適當(dāng)升溫
粉碎廢釩、攪拌或適當(dāng)升溫
(寫(xiě)兩條)。
(2)濾液1和濾液2中含釩的主要物質(zhì)成分相同。在濾渣1中加入Na2SO3和過(guò)量H2SO4溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O
V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O
。
(3)生成
VO
+
2
的反應(yīng)中消耗1molKClO3時(shí)轉(zhuǎn)移6mol電子,該反應(yīng)的離子方程式為
6VO2++
C
l
O
-
3
+3H2O═6
VO
+
2
+Cl-+6H+
6VO2++
C
l
O
-
3
+3H2O═6
VO
+
2
+Cl-+6H+

(4)結(jié)合化學(xué)用語(yǔ),用平衡移動(dòng)原理解釋加入氨水的作用為
作用1:溶液中存在平衡:
VO
+
2
+2OH?
VO
-
3
+H2O,加入氨水,使OH-濃度增大,該平衡正移,從而使
VO
+
2
盡可能都轉(zhuǎn)化為
VO
-
3
;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)?
NH
+
4
(aq)+
VO
-
3
(aq),加入氨水,使
NH
+
4
濃度增大,該平衡逆移,從而使NH4VO3盡可能沉淀析出
作用1:溶液中存在平衡:
VO
+
2
+2OH?
VO
-
3
+H2O,加入氨水,使OH-濃度增大,該平衡正移,從而使
VO
+
2
盡可能都轉(zhuǎn)化為
VO
-
3
;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)?
NH
+
4
(aq)+
VO
-
3
(aq),加入氨水,使
NH
+
4
濃度增大,該平衡逆移,從而使NH4VO3盡可能沉淀析出

(5)最后釩以NH4VO3的形式沉淀出來(lái)。以沉釩率(NH4VO3沉淀中V的質(zhì)量和廢催化劑中V的質(zhì)量之比)表示該步反應(yīng)釩的回收率。請(qǐng)解釋如圖溫度超過(guò)80℃以后,沉釩率下降的可能原因是
原因1:溫度升高,NH4VO3溶解度增大,沉釩率下降;原因2:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使
NH
+
4
濃度下降,沉釩率下降;原因3:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使OH-濃度下降,
VO
+
2
+2OH-?
VO
-
3
+H2O,該平衡逆移,導(dǎo)致
VO
-
3
濃度下降,沉釩率下降;原因4:平衡
VO
+
2
+2OH-?
VO
-
3
+H2O,正反應(yīng)可能是放熱反應(yīng),溫度升高,該平衡逆移,導(dǎo)致
VO
-
3
濃度下降,沉釩率下降
原因1:溫度升高,NH4VO3溶解度增大,沉釩率下降;原因2:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使
NH
+
4
濃度下降,沉釩率下降;原因3:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使OH-濃度下降,
VO
+
2
+2OH-?
VO
-
3
+H2O,該平衡逆移,導(dǎo)致
VO
-
3
濃度下降,沉釩率下降;原因4:平衡
VO
+
2
+2OH-?
VO
-
3
+H2O,正反應(yīng)可能是放熱反應(yīng),溫度升高,該平衡逆移,導(dǎo)致
VO
-
3
濃度下降,沉釩率下降
(寫(xiě)兩條)。

(6)測(cè)定產(chǎn)品中V2O5的純度稱(chēng)取ag產(chǎn)品,先用硫酸溶解,得到(VO22SO4溶液,再加入b1mLc1mol?L-1H2C2O4溶液(2
VO
+
2
+H2C2O4+2H+═2VO2++2CO2↑+2H2O),最后用c2mol?L-1KMnO4溶液滴定過(guò)量的H2C2O4至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液的體積為b2mL。已知
M
n
O
-
4
被還原為Mn2+,假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)。則產(chǎn)品中V2O5(摩爾質(zhì)量:182g?mol-1)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
182
b
1
c
1
-
2
.
5
b
2
c
2
1000
a
×100%
182
b
1
c
1
-
2
.
5
b
2
c
2
1000
a
×100%
(列出計(jì)算式)。

【答案】粉碎廢釩;粉碎廢釩、攪拌或適當(dāng)升溫;V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O;6VO2++
C
l
O
-
3
+3H2O═6
VO
+
2
+Cl-+6H+;作用1:溶液中存在平衡:
VO
+
2
+2OH?
VO
-
3
+H2O,加入氨水,使OH-濃度增大,該平衡正移,從而使
VO
+
2
盡可能都轉(zhuǎn)化為
VO
-
3
;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)?
NH
+
4
(aq)+
VO
-
3
(aq),加入氨水,使
NH
+
4
濃度增大,該平衡逆移,從而使NH4VO3盡可能沉淀析出;原因1:溫度升高,NH4VO3溶解度增大,沉釩率下降;原因2:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使
NH
+
4
濃度下降,沉釩率下降;原因3:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使OH-濃度下降,
VO
+
2
+2OH-?
VO
-
3
+H2O,該平衡逆移,導(dǎo)致
VO
-
3
濃度下降,沉釩率下降;原因4:平衡
VO
+
2
+2OH-?
VO
-
3
+H2O,正反應(yīng)可能是放熱反應(yīng),溫度升高,該平衡逆移,導(dǎo)致
VO
-
3
濃度下降,沉釩率下降;
182
b
1
c
1
-
2
.
5
b
2
c
2
1000
a
×100%
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:99引用:2難度:0.3
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  • 1.利用如下流程可從廢光盤(pán)的金屬層中回收其中的銀(金屬層中其他金屬含量過(guò)低,對(duì)實(shí)驗(yàn)影響可忽略):

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    發(fā)布:2024/12/30 15:30:1組卷:75引用:4難度:0.4
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    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)用足量(NH42SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
    ①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
     
    。
    ②通過(guò)“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH34]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為
    A
    s
    O
    3
    -
    3
    ?!俺椤辈襟E①中用(NH42S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為
     
    。
    (3)“除重金屬”時(shí),加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
     
    和BaSO4。
    (4)“蒸氨”時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋原因:
     
    。
    (5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
     

    (6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
    已知:?。腆w失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
    樣品起始質(zhì)量
    -
    剩余固體質(zhì)量
    樣品起始質(zhì)量
    ×100%。
    ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①280℃時(shí)煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
     
    %(保留到小數(shù)點(diǎn)后一位)。
    ②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
     
    (填字母序號(hào))。
    a.恒溫280℃,60~120min
    b.恒溫300℃,240~300min
    c.恒溫350℃,240~300min
    d.恒溫550℃,60~120min
    (7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有
     
    。

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:79引用:5難度:0.5
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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