Question

【題目】利用某冶金行業(yè)產(chǎn)生的廢渣(主要含，還有少量、等雜質(zhì))可以制備，生產(chǎn)流程如下：

已知：微溶于水、溶于堿生成(加熱生成)，具有強氧化性。向溶液中加酸，不同對應(yīng)的主要存在形式如表：

		10.6~12	約8.4	3~8	約2	<1
存在形式

回答下列問題：

(1)“焙燒”后V元素轉(zhuǎn)化為，元素轉(zhuǎn)化為________(寫化學式)。

(2)欲除盡磷元素(即)，最終溶液中的濃度至少為________(已知)。

(3)“沉釩”過程中，由8.5到5.0發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________；最終需要控制約為________；“沉釩”最終得到的主要含釩物質(zhì)是________(寫化學式)。

(4)“還原”和“轉(zhuǎn)化”過程中主要反應(yīng)的離子方程式分為________、________。

Answer 1

【答案】 2

【解析】

結(jié)合題干信息，根據(jù)(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O的生產(chǎn)流程分析，廢渣加入Na2CO3在空氣中焙燒得到NaVO3和Na2SiO3，Na3PO4，水浸后加入MgSO4得到H2SiO3和Mg3(PO4)2的濾渣除去，濾液加入稀硫酸沉釩最終得到V2O5，過濾，再加入稀硫酸溶解得到VO2+，加入HCOOH還原得到VO2+，加入NH4HCO3轉(zhuǎn)化得到產(chǎn)品，據(jù)此分析解答。

(1)由上述分析可知，廢渣加入Na2CO3在空氣中焙燒得到NaVO3和Na2SiO3，Na3PO4，故答案為：Na2SiO3；

(2)因為Ksp[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)·c2(PO43-)，已知Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24，假設(shè)PO43-剛好完全除盡，即c(PO43-)=1.0×10-5mol·L-1，則，即溶液中Mg2+的濃度至少為，故答案為：；

(3)結(jié)合已知數(shù)據(jù)分析可知，“沉釩”過程中，pH由8.5到5.0主要發(fā)生的反應(yīng)時V3O93-轉(zhuǎn)化為V10O286-，反應(yīng)的離子方程式為：10V3O93-+12H+===3V10O286-+6H2O，沉釩最終得到的物質(zhì)時V2O5，所需要控制的pH約為2，故答案為：10V3O93-+12H+===3V10O286-+6H2O；2；V2O5；

(4)根據(jù)上述分析，“還原”過程中HCOOH將VO2+還原得到VO2+，自身被氧化為CO2，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律得到離子反應(yīng)方程式為：2VO2++HCOOH+2H+===2VO2++CO2↑+2H2O，“轉(zhuǎn)化”時，NH4HCO3與上一步還原得到VO2+反應(yīng)得到產(chǎn)品，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式方程式為：5NH4++6VO2++17HCO3-+6H2O===(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O+13CO2↑，故答案為：2VO2++HCOOH+2H+===2VO2++CO2↑+2H2O；5NH4++6VO2++17HCO3-+6H2O===(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O+13CO2↑。