Question

从接触法制硫酸的废钒催化剂中回收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	VOSO4	K2SO4	SiO2	Fe2O3	Al2O3
质量分数/%	2.2~2.9	2.8~3.1	22~28	60~65	1~2	<1

一种废钒催化剂回收工艺路线流程如下：

回答下列问题：

（1）“酸浸”时为了提高钒元素的浸出率，可以采取的措施是______。

（2）“酸浸”时可以得到和VO²⁺，“氧化”时VO²⁺转化为的离子方程式为______。

（3）“调pH”后钒以形式存在于溶液中。“废渣2”所含成分的化学式为____。

（4）“离子交换”和“洗脱”的过程可表示为：4ROH+R₄V₄O₁₂+4OH⁻ （ROH为某种碱性阴离子交换树脂）。流程中进行“离子交换”和“洗脱”的目的是______。

（5）“沉钒”时得到偏钒酸铵(NH₄VO₃)沉淀。

①检验偏钒酸铵沉淀是否洗涤干净的方法是______。

②“煅烧”中发生反应的化学方程式为______。

Answer

升高温度（或适当增大硫酸的浓度、将废钒催化剂进一步粉碎等合理答案） 6VO2+++3H2O6+Cl−+6H+ Fe(OH)3、Al(OH)3 将钒元素富集，除去杂质离子 取最后一次洗涤滤液，加入硝酸酸化的硝酸银，若无现象则证明沉淀已经洗涤干净 2NH4VO3V2O5+H2O↑+2NH3↑

【解析】

（1）提高固体的浸出率方法有升高温度、适当增大硫酸的浓度或者将废钒催化剂进一步粉碎等。

（2）氧化时反应物为VO2+和，生成物为和Cl−，配平得相应的离子方程式为6VO2+++3H2O6+Cl−+6H+。

（3）酸浸时，氧化铁、氧化铝均转化为金属阳离子，只有SiO2不溶，则过滤得到的滤渣1为SiO2，然后加氧化剂KClO3，将VO2+变为，再加KOH时，铁离子、铝离子转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。

（4）根据流程图可知离子交换产生了KOH、KCl、K2SO4，排除了杂质离子，将钒元素富集。

（5）①检验方法是取最后一次洗涤滤液，加入硝酸酸化的硝酸银，若无现象则证明沉淀已经洗涤干净；

②加入NH4Cl产生了NH4VO3沉淀，NH4VO3分解产生了V2O5和H2O及NH3，化学方程式为2NH4VO3V2O5+H2O↑+2NH3↑。