Question

【题目】含钒石煤(含有铁、硅、铝、钙、镁等元素的氧化物)中的钒大部分是以V(Ⅲ)和V(Ⅳ)形式存在，由含钒石煤提钒的一种工艺流程如下所示：

已知：铜铁试剂能与铜、铁、铝、钛等元素形成不溶于水的配合物。

回答下列问题：

(1)含钒石煤预制时加入复合添加剂对钒浸出率的影响如图所示，其中最佳复合添加剂为______________。

(2)下图为“抽滤”实验原理装置图，“抽滤”时抽气泵的作用是______________；

(3)已知酸浸液中被氧化成，其离子方程式为___________________。“净化除杂”时用铜铁试剂除去所含的、等杂质离子而不通过调节酸浸液pH的原因是_________________________________________________________。

(4)“沉钒”的离子反应方程式为___________________。

(5)“煅烧”纯净的沉钒产物过程中，固体残留率与温度变化如图所示。已知A点坐标为(260℃，85.47%)，则A点对应物质的化学式为________________________，B点对应的物质为，则B点坐标为________________。

Answer 1

【答案】Na2CO3/K2CO3 抽走装置中的空气，形成负压，加快过滤速率 V2O24++H2O2=2VO2++2H+ 若调节酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，胶体会吸附溶液中的钒酸根离子，造成钒损失 VO3-+NH4+=NH4VO3↓ HVO3 (400℃，77.78%)

【解析】

(1)读图找出最佳复合添加剂；

(2)从抽滤的原理来回答作用；

(3)结合氧化还原反应的规律写离子方程式，“净化除杂”时用铜铁试剂除去所含的Al3+、Fe3+等杂质离子而不通过调节酸浸液pH的原因，从两种方法的优劣比较来回答；

(4)读图找到产生沉淀的反应物，据此写“沉钒”的离子反应方程式；

(5)读图，结合质量守恒定律中元素质量守恒计算和化学反应规律回答。

(1)据图可知，在质量比相同的情况下，Na2CO3/K2CO3作复合添加剂时，钒浸出率最高，故最佳复合添加剂为Na2CO3/K2CO3；

(2)"抽滤"比过滤效果好速度快的原因是装置内外压强差大，故利用抽气泵抽走装置中的空气，使吸滤瓶中的压强降低，使过滤速度加快；

(3) V2O24+被H2O2氧化成VO2+，V2O24+作还原剂，V化合价升高，H2O2作氧化剂，O化合价降低，则离子方程式为：V2O24++H2O2=2VO2++2H+；

按信息，铜铁试剂能与铜、铁、铝、钛等元素形成不溶于水的配合物而除去，若调节酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，胶体会吸附溶液中的钒酸根离子，造成钒损失；

答案为：若调节酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，胶体会吸附溶液中的钒酸根离子，造成钒损失；

(4)据流程图知，“含钒净化液”中的VO3-与铵盐中NH4+结合生成NH4VO3沉淀，故“沉钒”的离子反应方程式为VO3-+NH4+=NH4VO3↓；

(5) 据图，260℃时NH4VO3分解生成HVO3和NH3，则剩余固体质量与初始固体质量的百分比为×100％≈85.47%，所以A点(260℃ )对应物质的化学式为HVO3；B点对应的物质为V2O5，根据质量变化特点，可以得出剩余固体质量与初始固体质量的百分比为≈77.78%，则B点坐标为(400℃，77.78%)。