Question

釩的用途十分廣泛，有金屬“維生素”之稱。某工廠為了從含有雜質的VOSO₄樣品中回收得到催化劑V₂O₅，設計流程如下：

請回答下列問題：
（1）步驟①所得廢渣的成分是          （寫化學式）。NH₄VO₃在焙燒前要洗滌2-3次，該步操作方法為                          。
（2）步驟②、③的變化過程可簡化為（下式R表示VO²⁺，HA表示有機萃取劑）：
R₂(SO₄)_n (水層)+ 2nHA（有機層）2RA_n（有機層） + nH₂SO₄  (水層) 
步驟②中萃取時必須加入適量堿，其原因是                                      。
步驟③中X試劑為           。
（3）⑤的離子方程式為                                      。
（4）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質有    和    。
（5）若取VOSO₄樣品wg，測得消耗a mol·L^—1氯酸鉀溶液VmL（氯酸鉀還原產物為氯化鉀），則1kg樣品理論上可制得的V₂O₅質量是              g（用含w、V的代數式表示）。

Answer 1

（1）SiO₂（1分）；在漏斗中加水至浸沒沉淀，待水流盡后重復操作（2分）
（2）加入堿中和硫酸，促使平衡正向移動，提高釩的萃取率(或類似表述，如提高RA_n（有機層）的濃度、百分含量等)（2分）；    H₂SO₄（1分）
（3）NH₃·H₂O+VO₃^－ =NH₄VO₃↓+OH^－（3分）
（5）氨氣（或氨水）、有機萃取劑（2分）；
（6）546av/w 克  （3分）

試題分析：根據工藝流程圖知道經過操作1的溶解得到的廢渣是SiO₂， 由下面第（2）小題反應知道操作2、3中的萃取和反萃取是利用了平衡移動原理實現(xiàn)了R₂(SO₄)_n在有機層和水層中的相互轉化，實際上是對被提純物的富集過程，經操作4、5前后的比較知，操作4是將VO²⁺氧化成了VO₃^-，操作5又將VO₃^-轉化為NH₄VO₃沉淀，最后經操作6得到目標產物V₂O₅。