Question

【题目】V2O5可作化学工业中的催化剂，广泛用于冶金、化工等行业。V2O5是一种橙黄色片状晶体，微溶于水，具有强氧化性，属于两性氧化物。某研究小组将从钒铅锌矿(主要含有V2O5、PbO、ZnO、CaO)中提取V2O5及回收铅、锌等金属。工艺流程如下图所示：

已知：NH4VO3是白色粉末，可溶于热水，微溶于冷水，不溶于乙醇、乙醚。2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O

请回答：

（1）钒铅锌矿高温熔炼时，生成金属铅的反应属于基本反应类型中的________反应； V2O5与纯碱反应的化学方程式为_______________________。

（2）流程中操作I的名称是_______________________。

（3）焦炭用量对还原熔炼效果的影响如下左图所示。分析图像可知，焦炭用量应取矿石质量的约______% 较为合适。

（4）钒浸出过程中，液固比(液体质量：固体质量)对钒浸出率的影响如上右图所示。分析图像可知，浸出过程的液固比最合适的比例约为2:1,理由是___________。

（5）为制取纯度较高的V2O5，往含钒浸出液(主要为NaVO3)中加NH4Cl溶液，该反应的化学方程式是_________________________。

（6）在洗涤①操作时，可选用的洗涤剂________ (填选项字母)。

A．乙醚 B．1% NH4Cl 溶液 C．热水 D．冷水

（7）在灼烧②操作时，需在流动空气中灼烧的可能原因_____________________。

Answer 1

【答案】置换 V2O5+Na2CO32NaVO3+ CO2↑ 过滤 10 液固比为2:1时,钒浸出率在97%以上,再进一步增大液固比,钒浸出率提高不明显,而且还会导致浸出用水量、废水排放量的增大。 NaVO3+NH4Cl=NaCl+NH4VO3↓ BD 若空气不流通，由于V2O5具有强氧化性，会与还原性的NH3反应，从而影响产物的纯度及产率

【解析】

（1）反应过程中加入了单质碳，反应生成单质金属铅，反应属于基本反应类型中的置换反应。V2O5与纯碱反应生成NaVO3和 CO2气体，故反应方程式为V2O5+Na2CO32NaVO3+ CO2↑ 。

故答案为 置换 V2O5+Na2CO32NaVO3+ CO2↑

（2）流程中操作I是分离难溶性固体与可溶性液体混合物，名称是过滤。

故答案为 过滤

（3）根据焦炭用量对还原熔炼效果的影响图像可知，焦炭用量应取矿石质量的约10%较为合适。

故答案为 10

（4）钒浸出过程中，液固比(液体质量：固体质量)对钒浸出率的影响如上右图所示。分析图像可知，浸出过程的液固比最合适的比例约为2:1，这时浸出率为97%以上，为进一步增大液固比，钒浸出率提高不明显，而且还会导致浸出用水量、废水排放量增大等问题；

故答案为 液固比为2:1时,钒浸出率在97%以上,再进一步增大液固比,钒浸出率提高不明显,而且还会导致浸出用水量、废水排放量的增大。

（5）往含钒浸出液中加NH4Cl溶液，发生反应NaVO3+NH4Cl=NaCl+NH4VO3↓，该反应属于基本反应类型中的复分解反应。

故答案为 NaVO3+NH4Cl=NaCl+NH4VO3↓

（6）已知NH4VO3可溶于热水，微溶于冷水，不溶于乙醇、乙醚。且为减小产物的损失，可以选择1% NH4Cl 溶液和冷水进行洗涤。

故答案为 BD

（7）灼烧操作②的过程中由NH4VO3灼烧得到V2O5和NH3↑，若空气不流通，由于V2O5具有强氧化性，会与还原性的NH3反应，从而影响产物的纯度及产率，故要在流通的热空气中进行。

故答案为若空气不流通，由于V2O5具有强氧化性，会与还原性的NH3反应，从而影响产物的纯度及产率。