钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称。某工厂为了从含有杂质的VOSO4样品中回收得到催化剂V2O5,设计流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是 (写化学式)。NH4VO3在焙烧前要洗涤2-3次,该步操作方法为 。
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)
步骤②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。
步骤③中X试剂为 。
(3)⑤的离子方程式为 。
(4)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 和 。
(5)若取VOSO4样品wg,测得消耗a mol·L—1氯酸钾溶液VmL(氯酸钾还原产物为氯化钾),则1kg样品理论上可制得的V2O5质量是 g(用含w、V的代数式表示)。
(1)SiO2(1分);在漏斗中加水至浸没沉淀,待水流尽后重复操作(2分)
(2)加入碱中和硫酸,促使平衡正向移动,提高钒的萃取率(或类似表述,如提高RAn(有机层)的浓度、百分含量等)(2分); H2SO4(1分)
(3)NH3·H2O+VO3- =NH4VO3↓+OH-(3分)
(5)氨气(或氨水)、有机萃取剂(2分);
(6)546av/w 克 (3分)
题目分析:根据工艺流程图知道经过操作1的溶解得到的废渣是SiO2, 由下面第(2)小题反应知道操作2、3中的萃取和反萃取是利用了平衡移动原理实现了R2(SO4)n在有机层和水层中的相互转化,实际上是对被提纯物的富集过程,经操作4、5前后的比较知,操作4是将VO2+氧化成了VO3-,操作5又将VO3-转化为NH4VO3沉淀,最后经操作6得到目标产物V2O5。