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VO,反应的离子方程式为________,同时V2O4转化成VO2+。"废渣1"的主要成分是________。
(2)"氧化"中欲使3 mol的VO2+变为VO,则需要氧化剂KClO3至少为________mol。
(3)"中和"作用之一是使钒以V4O形式存在于溶液中。"废渣2"中含有________。
【解析】 (1)V2O5及VO中的V均为+5价,"酸浸"时,发生非氧化还原反应,根据原子守恒及电荷守恒不难写出离子方程式;"酸浸"时,V2O5转化成VO,V2O4转化成VO2+,K2SO4可溶于水,Fe2O3及Al2O3分别转化成Fe3+和Al3+,所以"废渣1"的主要成分是SiO2。
(2)欲使3 mol VO2+变为VO需转移3 mol e-,1 mol KClO3作氧化剂生成Cl-转移6 mol e-,所以需KClO3至少0.5 mol。
(3)"中和"时加入KOH溶液,钒以V4O形式存在于溶液中,K2SO4可溶,Fe3+和Al3+分别转化成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀进入"废渣2"。
【答案】 (1)V2O5+2H+===2VO+H2O SiO2
(2)0.5 (3)Fe(OH)3和Al(OH)3
素养二 实验探究与创新意识
[核心素养解读]
发现和提出有探究价值的化学问题,能依据探究目的设计并优化实验方案,完成实验操作,能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论;能和同学交流