1、【 精品教育资源文库 】 第三章 第 12讲 1 (2016 全国卷丙 )以硅藻土为载体的五氧化二钒 (V2O5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收 V2O5 既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为： 物质 V2O5 V2O4 K2SO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3 质量分数 /% 2.2 2.9 2.8 3.1 22 28 60 65 1 2 1 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线： 回答下列问题： (1)“ 酸浸 ” 时 V2O5转化为 VO2 ，反应的离子方程式为 _V2O5 2H =2VO2 H2O_，同时V2O4转化成 VO2 。 “ 废渣 ” 的
2、主要成分是 _SiO2_。 (2)“ 氧化 ” 欲使 3 mol 的 VO2 变成 VO2 ，则需要氧化剂 KClO3至少为 _0.5_ mol 。 (3)“ 中和 ” 作用之一是使钒以 V4O412 形式存在于溶液中。 “ 废渣 2” 中含有 _Fe(OH)3和 Al(OH)3_。 (4)“ 离子交换 ” 和 “ 洗脱 ” 可简单表示为： 4ROH V4O412 离子交换 洗脱 R4V4O12 4OH (ROH 为强碱性阴离子交换树脂 )。为了提高洗脱效率，淋洗液应该呈 _碱 _性 (填 “ 酸 ”“ 碱 ” 或“ 中 ”) 。 (5)“ 流出液 ” 中阳离子最多的是 _K _。 解析 (1
3、)反应过程中 V的化合价不变，所以是复分解反应：注意 V2O5在离子方程式中不能拆开；废钒催化剂中，只有二氧化硅不溶于硫酸，成为废渣 1 的主要成分。 (2)3 molVO2 变为 VO2 ，共失去 3 mol 电子，而 1 mol ClO3 变为 Cl 得到 6 mol电子，所以需要 0.5 mol氯酸钾。 (3)中和时， Fe3 、 Al3 分别转化为难溶的 Fe(OH)3和 Al(OH)3，成为废渣 2 的主要成分。 (4)为提高洗脱效率，须使题中所述平衡逆向移动。根据平衡移动原理，碱性越强越有利于平衡逆向移动，所以淋洗液应该呈碱性。 (5)经过 “ 离子交换 ” ，钒以 R4V4O12形式存在，而铁、铝则在 “ 中和 ” 过程中转化为沉淀，所以 “ 流出液 ” 中最多的阳离子是钾离子。 解工艺流程题的突破技巧 解工艺流程题的关键是：一切反应或操作都是为了获得 产品而服务，要善于从题目或问题中获取信息来帮助自己解题，平时在学习中要注意熟记一些基本的实验操作，如沉淀的洗【 精品教育资源文库 】 涤、沉淀是否完全的检验方法、离子的沉淀试剂的选取，常见离子的检验方法，特别要注意文字表达的规范、准确，只要善于归纳总结，进行积累就一定可以突破这个难关。
