题目

题型：不详难度：来源：

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）2RA_n（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）。

答案

（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RA_n（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）

解析

试题分析：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。