解答题-工业流程题 适中0.65 引用1 组卷361
从烟气脱硝催化剂(SCR)中回收金属元素可实现资源的循环利用。一种从废弃SCR(主要含TiO2、V2O5、WO3及SiO2、Al2O3)中回收金属钒和钨的工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/16/2980564329086976/2980683659329536/STEM/7e9782e8-bdfd-43f5-ae59-ed17d83ca7cb.png?resizew=559)
已知:
①Al元素及Si元素在水溶液中的主要存在形式与pH的关系为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/16/2980564329086976/2980683659329536/STEM/9a5dbba0-c8ec-44bd-aa68-bcfaa735dcab.png?resizew=568)
②V2O5为两性氧化物:在水溶液中存在:VO
+2H+⇌VO
+H2O;钒元素常见的化合价及其在水溶液中的存在形式如下:
回答下列问题:
(1)“碱浸”时,滤液中的金属含氧酸根离子除WO
外还有_______ 。
(2)“调节pH”时,所调pH的范围是_______ 。
(3)“沉钒”过程中:
①沉钒率随溶液pH的变化如下图所示。沉钒率随溶液pH值的增加先升高后降低的原因可能是___ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/16/2980564329086976/2980683659329536/STEM/729bfcdc-57a6-4878-bc61-bb06f6079741.png?resizew=370)
②已知25℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Ksp(NH4VO3)=3.0×10-8。若25℃时控制“沉钒”的pH为8.0,当VO
恰好完全沉淀时,溶液中的c(NH3·H2O)=_______ mol·L-1。
(4)常温下,钨酸(H2WO4)是一种难溶于水的弱酸。“沉钨”过程中发生反应的离子方程式为_______ ;“沉钨”后需对滤渣2进行洗涤、干燥,判断滤渣2已洗涤干净的方法为_______ 。
(5)V2O5具有强氧化性,可与浓盐酸发生反应生成气体单质,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,则反应的化学方程式为_______ 。
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已知:
①Al元素及Si元素在水溶液中的主要存在形式与pH的关系为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/16/2980564329086976/2980683659329536/STEM/9a5dbba0-c8ec-44bd-aa68-bcfaa735dcab.png?resizew=568)
②V2O5为两性氧化物:在水溶液中存在:VO
价态 | +5 | +4 | +3 | +2 |
存在形式 | VO | VO2+ | V3+ | V2+ |
回答下列问题:
(1)“碱浸”时,滤液中的金属含氧酸根离子除WO
(2)“调节pH”时,所调pH的范围是
(3)“沉钒”过程中:
①沉钒率随溶液pH的变化如下图所示。沉钒率随溶液pH值的增加先升高后降低的原因可能是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/16/2980564329086976/2980683659329536/STEM/729bfcdc-57a6-4878-bc61-bb06f6079741.png?resizew=370)
②已知25℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Ksp(NH4VO3)=3.0×10-8。若25℃时控制“沉钒”的pH为8.0,当VO
(4)常温下,钨酸(H2WO4)是一种难溶于水的弱酸。“沉钨”过程中发生反应的离子方程式为
(5)V2O5具有强氧化性,可与浓盐酸发生反应生成气体单质,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,则反应的化学方程式为
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从烟气脱硝催化剂(SCR)中回收金属元素可实现资源的循环利用。一种从废弃SCR(主要含
、
、
、
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)中回收金属钒和钨的流程如下:
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请回答下列问题:
(1)为了加快“碱浸”的速率,可采取的措施有_______ (任填一种)。“碱浸”时,滤液中的阴子除
、
、
外还有_______ 。
(2)操作ⅰ的名称为_______ ;滤渣1的主要成分为_______ (填化学式)。
(3)常温下,钨酸是一种难溶于水的弱酸。“沉钨”过程中发生反应的离子方程式为_______ 。
(4)已知:钒元素常见的化合价及其在水溶液中的存在形式如下:
具有强氧化性,可与浓盐酸发生反应生成气体单质,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,则反应的离子方程式为_______ 。
(5)假设实验过程钨元素没有损失,以a g废弃SCR为原料制得b g钨酸,则废弃SCR中钨的含量为_______ (用含a、b的式子表示)
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请回答下列问题:
(1)为了加快“碱浸”的速率,可采取的措施有
(2)操作ⅰ的名称为
(3)常温下,钨酸是一种难溶于水的弱酸。“沉钨”过程中发生反应的离子方程式为
(4)已知:钒元素常见的化合价及其在水溶液中的存在形式如下:
价态 | +5 | +4 | +3 | +2 |
存在形式 |
(5)假设实验过程钨元素没有损失,以a g废弃SCR为原料制得b g钨酸,则废弃SCR中钨的含量为
五氧化二钒(V2O5)广泛用作合金添加剂及有机化工催化剂。从废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及少量Fe2O3、Al2O3等杂质)回收V2O5的部分工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/13/b9b1bb19-7968-4325-9453-6b2e7eca9b61.png?resizew=425)
已知:a.常温下,部分含钒物质在水中的溶解性见下表:
b.+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系见下表:
(1)“酸浸、氧化”时,VO2+发生反应的离子方程式为___________ 。
(2)“中和”时调节pH为7的目的,一是沉淀部分杂质离子;二是___________ 。
(3)①“沉钒”前需将溶液先进行“离子交换”和“洗脱”,再加入NH4Cl生成NH4VO3;“离子交换”和“洗脱”两步操作可表示为ROH+VO![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fae5d08d37e32d492827e4c5056c5ce7.svg)
RVO3+OH-(ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈___________ (填“酸性”或“碱性”),理由是___________ 。
②用沉钒率(NH4VO3沉淀中V的质量和废钒催化剂中V的质量之比)表示该工艺钒的回收率。图1中是沉钒率随温度变化的关系曲线,沉钒时,温度超过80℃以后,沉钒率下降的可能原因是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/13/13ee050f-3558-4fb2-8d89-64299439857b.png?resizew=204)
(4)在Ar气氛中加热“煅烧”NH4VO3,测得加热升温过程中固体的质量变化如图2所示,加热分解NH4VO3制备V2O5需要控制的温度为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/13/b9b1bb19-7968-4325-9453-6b2e7eca9b61.png?resizew=425)
已知:a.常温下,部分含钒物质在水中的溶解性见下表:
物质 | V2O5 | VOSO4 | (VO2)2SO4 | NH4VO3 |
溶解性 | 难溶 | 可溶 | 易溶 | 难溶 |
pH | <6 | 6~8 | 8~10 | 10~12 |
主要离子 | VO | VO | V2O | VO |
(1)“酸浸、氧化”时,VO2+发生反应的离子方程式为
(2)“中和”时调节pH为7的目的,一是沉淀部分杂质离子;二是
(3)①“沉钒”前需将溶液先进行“离子交换”和“洗脱”,再加入NH4Cl生成NH4VO3;“离子交换”和“洗脱”两步操作可表示为ROH+VO
②用沉钒率(NH4VO3沉淀中V的质量和废钒催化剂中V的质量之比)表示该工艺钒的回收率。图1中是沉钒率随温度变化的关系曲线,沉钒时,温度超过80℃以后,沉钒率下降的可能原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/13/13ee050f-3558-4fb2-8d89-64299439857b.png?resizew=204)
(4)在Ar气氛中加热“煅烧”NH4VO3,测得加热升温过程中固体的质量变化如图2所示,加热分解NH4VO3制备V2O5需要控制的温度为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/13/a9f16175-7b1b-4a9e-ac77-c54339a172db.png?resizew=297)
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