Question

（14分）為回收利用廢釩催化劑（含有V2O5、VOSO4及不溶性殘渣），科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，主要流程如下：

部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下：

物質(zhì)	VOSO4	V2O5	NH4VO3	（VO2）2SO4
溶解性	可溶	難溶	難溶	易溶

回答下列問題：

⑴工業(yè)由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，寫出該反應的化學方程式 。

⑵圖中所示濾液中含釩的主要成分為 （寫化學式）。

⑶該工藝中反應③的沉淀率（又稱沉釩率）是回收釩的關(guān)鍵之一，該步反應的離子方程式 ；沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨系數(shù)（NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比）和溫度。根據(jù)下圖判斷最佳控制氯化銨系數(shù)和溫度為 、 。

⑷用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，以測定反應②后溶液中含釩量，完成反應的離子方程式為□VO2+＋□H2C2O4＋□_____ ＝□VO2+＋□CO2↑＋□H2O。

⑸全礬液流電池的電解質(zhì)溶液為VOSO4溶液，電池的工作原理為VO2+＋V2+＋2H+ VO2+＋H2O＋V3+，電池充電時陽極的電極反應式為 。

 

Answer 1

⑴ 3V2O5＋10Al5Al2O3＋6V；⑵VOSO4； ⑶ NH4+＋VO3—＝NH4VO3↓； 4；80℃ ；

⑷ 2VO2+＋H2C2O4＋2H+ ＝ 2VO2+＋2CO2↑＋2H2O ⑸ VO2+＋H2O－e－＝VO2+＋2H+

【解析】

試題分析：⑴用V2O5通過鋁熱反應制取V的方程式為：3V2O5＋10Al5Al2O3＋6V。⑵根據(jù)流程圖及題目提供的物質(zhì)的溶解性信息可知：在圖中所示濾液中含釩的主要成分為VOSO4；⑶向含有VO3—的溶液中加入NH4Cl，發(fā)生反應得到NH4VO3沉淀的兩種方程式是NH4+＋VO3—＝NH4VO3↓；由于在氯化銨系數(shù)是4、反應溫度為80℃時沉釩率最高。因此最佳控制氯化銨系數(shù)和溫度為4；80℃。⑷根據(jù)電子守恒、電荷守恒及元素的原子個數(shù)守恒可知缺項為H+，相應的兩種方程式是2VO2+＋H2C2O4＋2H+ ＝ 2VO2+＋2CO2↑＋2H2O；⑸根據(jù)全礬液流電池在充電時的工作原理方程式可知: 電池充電時陽極的電極反應式為VO2+＋H2O－e－＝VO2+＋2H+。

考點：考查化學方程式、兩種方程式、電解池的電極式的書寫、反應條件的選擇及物質(zhì)的想知道應用。