Question

11．V₂O₅是接觸法制硫酸的重要催化劑，工業(yè)上生產(chǎn)V₂O₅的工藝流程如下：

（1）步驟①所得廢渣與NaOH溶液反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O．
（2）步驟②、③的變化過(guò)程可簡(jiǎn)化為（下式R表示VO²⁺，HA表示有機(jī)萃取劑）：
R₂（SO₄）_n（水層）+2nHA（有機(jī)層）?2RA_n（有機(jī)層）+nH₂SO₄（水層），
①實(shí)驗(yàn)室中步驟②、③使用的主要儀器是分液漏斗．
②步驟②中萃取時(shí)必須加入適量堿，其原因是加入堿中和產(chǎn)生的酸，平衡右移提高了釩的萃取率．
（3）步驟③中X試劑為硫酸（填化學(xué)式），步驟④的離子方程式為ClO₃^-+6VO²⁺+9H₂O=Cl^-+6VO₃^-+18H⁺．
（4）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有有機(jī)萃取劑　和氨氣（填名稱）．

Answer 1

分析 水溶后，VOSO₄、硫酸鉀可溶于水，二氧化硅不溶于水，過(guò)濾得到濾渣為二氧化硅，濾液加入有機(jī)萃取劑，萃取得到含VO²⁺有機(jī)層，反萃取除掉有機(jī)萃取劑，加入KClO₃使VO²⁺氧化為VO₃^-，焙燒得到V₂O₅．
（1）二氧化硅不溶于水，過(guò)濾得到濾渣為二氧化硅；二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成了硅酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（2）步驟②、③是萃取、分液，使用的主要儀器是分液漏斗；②中萃取時(shí)必須加入適量堿，會(huì)和平衡中的氫離子反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行；
（3）③中反萃取時(shí)加入的X試劑是抑制平衡正向進(jìn)行；步驟④加入KClO₃使VO²⁺氧化為VO₃^-，則本身被還原為Cl^-；
（4）分析流程圖，物質(zhì)參加反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中又生成可以循環(huán)利用．

解答 解：水溶后，VOSO₄、硫酸鉀可溶于水，二氧化硅不溶于水，過(guò)濾得到濾渣為二氧化硅，濾液加入有機(jī)萃取劑，萃取得到含VO²⁺有機(jī)層，反萃取除掉有機(jī)萃取劑，加入KClO₃使VO²⁺氧化為VO₃^-，焙燒得到V₂O₅．
（1）水溶后，VOSO₄、硫酸鉀可溶于水，二氧化硅不溶于水，過(guò)濾得到濾渣為二氧化硅，二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成了硅酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O，
故答案為：SiO₂+2OH^-=SiO₃^2-+H₂O；
（2）①實(shí)驗(yàn)室中步驟②、③是萃取、分液，使用的主要儀器是分液漏斗，故答案為：分液漏斗；
②分析平衡，Rⁿ⁺（水層）+nHA（有機(jī)層）?RA_n（有機(jī)層）+nH⁺（水層），加入的堿會(huì)中和氫離子促進(jìn)平衡正向進(jìn)行，提高了釩的萃取率；
故答案為：加入的堿會(huì)中和氫離子促進(jìn)平衡正向進(jìn)行，提高了釩的萃取率；
（3）③中反萃取時(shí)加入的X試劑是抑制平衡正向進(jìn)行，可以加入硫酸抑制平衡正向進(jìn)行；步驟④加入KClO₃使VO²⁺氧化為VO₃^-，則本身被還原為Cl^-，配平得離子方程式為ClO₃^-+6VO²⁺+9H₂O=Cl^-+6VO₃^-+18H⁺，
故答案為：硫酸；ClO₃^-+6VO²⁺+9H₂O=Cl^-+6VO₃^-+18H⁺；
（4）分析流程圖，物質(zhì)參加反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中又生成的物質(zhì)，或重復(fù)利用的物質(zhì)可以循環(huán)利用，流程中有機(jī)萃取劑、氨氣可以循環(huán)利用，
故答案為：有機(jī)萃取劑；氨氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了流程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法應(yīng)用，題干信息分析判斷能力，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．