SCR 催化剂是工业上广泛应用的燃煤烟气脱硝催化剂，其主要成分为 TiO ₂ 、 V ₂ O ₅ ，以及少量 SiO ₂ 、 CaO 、 Al ₂ O ₃ 、 Fe ₂ O ₃ 等。一种从废 SCR 催化剂中回收钨的工艺如下：

回答下列问题

(1) “酸浸还原”中 V ₂ O ₅ 转化成可溶于水的 VOC ₂ O ₄ ， VOC ₂ O ₄ 中 V 的化合价是 ___________ ，该反应的化学方程式为 ___________ 。可用浓盐酸代替草酸，但缺点是 ___________ 。

(2) “碱浸”时 WO ₃ 转化为 WO 的离子方程式为 ___________ 。

(3) “试剂 a ”可选用 ___________ ( 选填 “盐酸”、“氢氧化钠”或“氨水” ) 。 “滤渣”的主要成分是 ___________ 。

(4) 常温下 。 “沉钨”过程中不断加入石灰乳，当测得“滤液”中 pH=13 时， c(WO ) 为 ___________ mol·L ^-l ( 保留 2 位有效数字 )

(5) “熔融电解”过程中阴极反应为 WO +6e ^- =W+4O ^2- 。电解过程中石墨阳极有损耗并有气体产生，用反应方程式解释该现象 ___________ 。

答案

+4 与五氧化二钒的反应速率下降，降低了回收钒的速度 氨水 Al(OH) ₃ 、 Fe(OH) ₃ 1.6×10 ^-5 mol/L

【分析】

从废催化剂中回收金属钨，首先项催化剂中加入 H ₂ C ₂ O ₄ 溶液，进行酸浸还原回收钒；再加入氢氧化钠，反应后进行过滤得到钛渣；再加入氨水调节 pH ，过滤掉氢氧化铝和氢氧化铁；再加入石灰乳过滤得到 CaWO ₄ ，最后熔融状态下电解得到金属钨。

【详解】

(1)VOC ₂ O ₄ 中， C 为 +3 价， O 为 -2 价，则可得出 V 为 +4 价，反应方程式为 ，用浓盐酸代替的缺点为，浓盐酸的酸性较强，与五氧化二钒的反应速率下降，降低了回收钒的速度；

(2) WO ₃ 转化为 WO 的离子方程式为

(3) 试剂 a 可选用氨水 ( 调 pH=9 ，盐酸加入可能会直接导致 pH<7 ，而氢氧化钠为强碱，不利于精准调至 pH=9) ，滤渣主要是沉淀得到的 Al(OH) ₃ 、 Fe(OH) ₃ ；

(4)pH=13 时，由 pH=-lg ^c(H+) ， Kw=c(H ⁺ )·c(OH ^- )=10 ^-14 ，可得 c(OH ^- )=0.1mol/L 又因为 K _sp (Ca(OH) ₂ )=c(Ca ²⁺ )·c ² (OH ^- )=5.5×10 ^-6 ，所以 c(Ca ²⁺ )=5.5×10 ^-4 ，而 K _sp (CaWO ₄ )= c(Ca ²⁺ )·c( ) ，所以 ；

(5) 阳极失去电子，发生了氧化反应，题目已知，阳极有损耗且有气体产生，则说明有二氧化碳生成，故反应方程式为： 。