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随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用。为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶*残渣),科研人员最新研制了一种用离子交换法回收钒的新工艺,回收率达到91.7%。部分含钒物质在水中的溶解*如下表所示:
该工艺的主要流程如图所示:
请问答下列问题:
(1)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,其化学方程式可表示____________,用铝热剂法从下列各金属氧化物中冶炼出各1mol对应的金属,耗铝粉的质量最多的是________
a.Fe3O4 b.Ni2O3 c.V2O5 d.MnO2
(2)反应①的化学方程式为_________________________
(3)若反萃取使用硫*用量过大,进一步处理会增加_______(填化学式)的用量,造成成本增大。
(4)反应②的化学方程式为:KClO3+6VOSO4+3H2O===3(VO2)2SO4+KCl+3H2SO4。若反应①用的还原剂与反应②用的氧化剂的物质的量之比为12︰7,则废钒催化剂中VOSO4 和V2O5的物质的量之比为_____
(5)该工艺反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,写出该步发生反应的离子方程式_
(6)用已知浓度的*化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中的含钒量,已知该反应的还原产物为VO2+,氧化产物为CO2,则该反应的离子方程式为:_________________
(7)钒电池是以溶于一定浓度硫*溶液中不同价态的钒离子(V2+、V3+、VO2+、VO2+)为正极和负极反应的活*物质,电极均为铂棒,电池总反应为:VO2++V3++H2OV2++VO2++2H+
①放电时的正极反应为_______________________
②充电时的*极反应为______________________
【回答】
3V2O5+10Al6V+5Al2O3 c V2O5+Na2SO3+2H2SO4===2VOSO4+Na2SO4+2H2O NH3·H2O 3︰2 NH4+ +VO3﹣===NH4VO3↓ 2VO2+ +H2C2O4+2H+===2VO2+ +2CO2↑+2H2O VO2++2H++e﹣===VO2++H2O V3++e﹣===V2+
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