Question

【題目】利用某冶金行業產生的廢渣(主要含，還有少量、等雜質)可以制備，生產流程如下：

已知：微溶于水、溶于堿生成(加熱生成)，具有強氧化性。向溶液中加酸，不同對應的主要存在形式如表：

		10.6~12	約8.4	3~8	約2	<1
存在形式

回答下列問題：

(1)“焙燒”后V元素轉化為，元素轉化為________(寫化學式)。

(2)欲除盡磷元素(即)，最終溶液中的濃度至少為________(已知)。

(3)“沉釩”過程中，由8.5到5.0發生反應的離子方程式為________；最終需要控制約為________；“沉釩”最終得到的主要含釩物質是________(寫化學式)。

(4)“還原”和“轉化”過程中主要反應的離子方程式分為________、________。

Answer 1

【答案】 2

【解析】

結合題干信息，根據(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O的生產流程分析，廢渣加入Na2CO3在空氣中焙燒得到NaVO3和Na2SiO3，Na3PO4，水浸后加入MgSO4得到H2SiO3和Mg3(PO4)2的濾渣除去，濾液加入稀硫酸沉釩最終得到V2O5，過濾，再加入稀硫酸溶解得到VO2+，加入HCOOH還原得到VO2+，加入NH4HCO3轉化得到產品，據此分析解答。

(1)由上述分析可知，廢渣加入Na2CO3在空氣中焙燒得到NaVO3和Na2SiO3，Na3PO4，故答案為：Na2SiO3；

(2)因為Ksp[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)·c2(PO43-)，已知Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24，假設PO43-剛好完全除盡，即c(PO43-)=1.0×10-5mol·L-1，則，即溶液中Mg2+的濃度至少為，故答案為：；

(3)結合已知數據分析可知，“沉釩”過程中，pH由8.5到5.0主要發生的反應時V3O93-轉化為V10O286-，反應的離子方程式為：10V3O93-+12H+===3V10O286-+6H2O，沉釩最終得到的物質時V2O5，所需要控制的pH約為2，故答案為：10V3O93-+12H+===3V10O286-+6H2O；2；V2O5；

(4)根據上述分析，“還原”過程中HCOOH將VO2+還原得到VO2+，自身被氧化為CO2，根據氧化還原反應的規律得到離子反應方程式為：2VO2++HCOOH+2H+===2VO2++CO2↑+2H2O，“轉化”時，NH4HCO3與上一步還原得到VO2+反應得到產品，反應的離子反應方程式方程式為：5NH4++6VO2++17HCO3-+6H2O===(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O+13CO2↑，故答案為：2VO2++HCOOH+2H+===2VO2++CO2↑+2H2O；5NH4++6VO2++17HCO3-+6H2O===(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O+13CO2↑。