Question

V₂O₅是接触法制硫酸的重要催化剂，工业上生产V₂O₅的工艺流程如下：

（1）步骤①所得废渣与NaOH溶液反应的离子反应方程式为_______________________；

（2）步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO²⁺，HA表示有机萃取剂)：

R₂(SO₄)_n(水层)+2nHA(有机层)2RA_n(有机层)+nH₂SO₄(水层)，

①实验室中步骤②、③使用的主要仪器是_____________；

②步骤②中萃取时必须加入适量碱，其原因是_____________________________；

（3）步骤③中X试剂为_________(填化学式)，步骤④的目的是___________________；

（4）该工艺流程中，可以循环利用的物质有___________和____________(填名称)。

Answer

（1）SiO2；SiO2+2OH-=SiO32-+H2O（2）①分液漏斗②加入的碱会中和氢离子促进平衡正向进行，提高了钒的萃取率（3）硫酸 用氯酸钾将VO2+氧化为VO3-（4）有机萃取剂 氨气

【解析】

试题分析：（1）废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)酸溶后，V2O5、Fe2O3和酸反应，二氧化硅不与酸反应，过滤得到滤渣为二氧化硅，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成了硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；（2）①实验室中步骤②、③是萃取、分液，使用的主要仪器是分液漏斗；②分析平衡，Rn+(水层)+nHA(有机层)⇌RAn(有机层)+nH+(水层)，加入的碱会中和氢离子促进平衡正向进行，提高了钒的萃取率；（3）③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行，可以加入硫酸抑制平衡正向进行；步骤④的目的是用氯酸钾将VO2+氧化为VO3-；（4）分析流程图，物质参加反应，反应过程中又生成的物质，或重复利用的物质可以循环利用，流程中有机萃取剂、氨气可以循环利用。

考点：考查了流程分析判断，物质性质和实验设计的方法应用，题干信息分析判断能力，掌握基础是关键，题目难度中等