Question

含钒石煤(含有铁、硅、铝、钙、镁等元素的氧化物)中的钒大部分是以V(III)和V(IV)形式存在，由含矾石煤提钒的一种工艺流程如图所示：

已知：铜铁试剂能与铜、铁、铝、钛等元素形成不溶于水的配合物。

回答下列问题：

（1）含矾石煤预制时加入复合添加剂对钒浸出率的影响如图所示，其中最佳复合添加剂为__，最佳添加比例为__。

（2）如图为“抽滤”实验原理装置图，"抽滤”时抽气泵的作用是__；“酸浸渣”经“水洗涤”返回“浸出”的目的是__。

（3）已知酸浸液中V₂O₂⁴⁺被H₂O₂氧化成VO₂⁺，其离子方程式为__。“净化除杂”时用铜铁试剂除去所含的Al³⁺、Fe³⁺等杂质离子而不通过调节酸浸液pH的原因是__。

（4）“沉钒”的离子反应方程式为___。

（5）“煅烧”纯净的沉钒产物过程中，固体残留率与温度变化如图所示。已知A点坐标为(260℃，85.47%)。则A点对应物质的化学式为__，B点对应的物质为V₂O₅，则B点坐标为___。

Answer

Na2CO3/K2CO3 1：1 抽走装置中的空气，形成负压，加快过滤速率 提高钒浸出率 若调节酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，胶体会吸附溶液中的钒酸根离子，造成钒损失 HVO3 (400℃ ，77.78%)

【解析】

（1）读图找出最佳复合添加剂及最佳添加比例；

（2）从从抽滤的原理来回答作用；“酸浸渣”经“水洗涤”返回“浸出”的目的从提高原料利用率的角度回答；

（3）结合氧化还原反应的规律写离子方程式，“净化除杂”时用铜铁试剂除去所含的Al3+、Fe3+等杂质离子而不通过调节酸浸液pH的原因，从二种方法的优劣比较来回答；

（4）读图找到产生沉淀的反应物，据此写“沉钒”的离子反应方程式；

（5）读图，结合质量守恒定律中元素质量守恒计算和化学反应规律回答。

(1)据图可知，Na2CO3/K2CO3作复合添加剂时，钒浸出率最高，添加比例为1：1；
故答案为：Na2CO3/K2CO3；1：1；

(2)"抽滤"比过滤效果好速度快的原因是装置内外压强差大，是利用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，使过滤速度加快；

答案为：抽走装置中的空气，形成负压，加快过滤速率；

“酸浸渣”经“水洗涤”返回“浸出"可提高钒元素的浸出率；

答案为：提高钒浸出率；

(3) V2O24+被H2O2氧化成VO2+，H2O2作氧化剂，其还原产物为水，则离子方程式为：；

答案为：；

按信息，铜铁试剂能与铜、铁、铝、钛等元素形成不溶于水的配合物而除去，若调节酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，胶体会吸附溶液中的钒酸根离子，造成钒损失；

答案为：若调节酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH)3胶体，胶体会吸附溶液中的钒酸根离子，造成钒损失；

(4)据流程图知，“含钒净化液”中的与铵盐中结合生成沉淀；

答案为：；

(5) 260℃时若分解生成HVO3和NH3，则剩余固体质量与初始固体质量的百分比为×100％≈85.47%，所以A点(260℃ )对应物质的化学式为HVO3；

答案为：HVO3；

B点对应的物质为V2O5 ，根据质量变化特点，可以得出剩余固体质量与初始固体质量的百分比为≈77.78%，则B点坐标为(400℃，77.78%)；

答案为：(400℃，77.78%)。