为回收利用废钒催化剂(含有V2O5.VOSO4及不溶性残渣).科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺.主要流程如下:部分含钒物质在水中的溶解性如下:物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO2)2SO4 溶解性可溶难溶难溶易溶回答下列问题: ⑴工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法.写出该反应的化学方程式 . ⑵滤液中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

(14分)为回收利用废钒催化剂(含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣)，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：

部分含钒物质在水中的溶解性如下：

物质	VOSO₄	V₂O₅	NH₄VO₃	(VO₂)₂SO₄
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

   回答下列问题：
⑴工业由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，写出该反应的化学方程式              。
⑵滤液中含钒的主要成分为       (写化学式)。
⑶该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式                          ；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数(NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比)和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为       、       。

⑷用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定(VO₂)₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应的离子方程式为□VO₂^＋＋□H₂C₂O₄＋□_____＝□VO²^＋＋□CO₂↑＋□H₂O，试将其配平。
⑸全矾液流电池的电解质溶液为VOSO₄溶液，电池的工作原理为VO₂^＋＋V²^＋＋2H^＋

VO²^＋＋H₂O＋V³^＋，电池充电时阳极的电极反应式为。

⑴3V₂O₅＋10Al＝5Al₂O₃＋6V 　⑵VOSO₄
⑶NH₄^＋＋VO₃^—＝ NH₄VO₃↓　 4　 80 ℃
⑷2VO₂^＋＋H₂C₂O₄＋2H^＋＝ 2VO²^＋＋2CO₂↑＋2H₂O
⑸VO²^＋＋H₂O－e^－＝ VO₂^＋＋2H^＋ (2，2，2，2，2，2，2)

解析试题分析：⑴用铝热剂法冶炼金属钒，反应物有V₂O₅和Al，生成物有V和Al，可采用化合价升降法将其配平。
⑵根据表中的信息知，只有VOSO₄溶于水，故滤液中含钒的主要成分为VOSO₄。
⑶根据表中的信息知，NH₄VO₃难溶于水，故该工艺中反应③为NH₄^＋与VO₃^—反应生成NH₄VO₃沉淀。
通过观察两图知控制氯化铵系数为4(太大时钒的沉淀率提高不大，但导致铵盐的利用率不高)，控制温度为80 ℃(该温度下钒的沉淀率最高)。
⑷首先根据得失电子守恒有2VO₂^＋＋H₂C₂O₄―― 2VO²^＋＋2CO₂↑，再根据电荷守恒有2VO₂^＋＋H₂C₂O₄＋2H^＋――2VO²^＋＋2CO₂↑(用硫酸酸化，添加H^＋满足电荷守恒)，最后根据原子守恒得2VO₂^＋＋H₂C₂O₄＋2H^＋＝ 2VO²^＋＋2CO₂↑＋2H₂O。
⑸电池充电时阳极上VO²^＋发生氧化反应生成VO₂^＋，首先根据得失电子守恒有VO²^＋－e^―――VO₂^＋，再根据电荷守恒有VO²^＋－e^――― VO₂^＋＋2H^＋，最后根据原子守恒得VO²^＋＋H₂O－e^－＝ VO₂^＋＋2H^＋。
考点：本题以回收钒的化工流程图为素材，考查化学方程式、离子方程式、电极反应式等的配平与书写，以及读图能力。

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科目：高中化学 来源： 题型：单选题

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