Question

硫酸的工业制备足一个重要的化工生产过程，但在生产过程中会产生大量污染，需要在生产工艺中考虑到绿色工

硫酸的工业制备足一个重要的化工生产过程，但在生产过程中会产生大量污染，需要在生产工艺中考虑到绿色工艺．I．尾气的吸收和综合利用．以工业制硫酸的尾气、氨水、石灰石、焦炭、碳酸氯铵和KCI为原料可以合成硫化钙、硫酸钾、亚硫酸铵等物质．合成路线如下：（1）反应III中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______．（2）反应Ⅳ的化学方程式为______．（3）反应V在25℃、40%的乙二醇溶液中进行，该反应能顺利进行的原因为______．Ⅱ．催化剂的回收利用．SO2的催化氧化所使用的催化剂为V2O，实际生产中，催化剂在使用一段时间后，会含有V2O5、VOSO4和SiO2等，其中VOSO4能溶于水．回收V2O5，的主要流程如下：（4）若反萃取使用的硫酸用量过大，进一步处理时会增加______的用量．（5）浸取还原过程的产物之一是VOSO4，反应的化学方程式为______．氧化过程的化学方程式为KClO3+6VOSO4+3H2SO4═3（VO）2（SO4）3+KCl+3H2O；若两步所用试剂Na2SO3与KC1O3的物质的量之比为12：7，则该催化剂中V2O5、VOSO4的物质的量之比为______．

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Answer 1

（1）CaSO₄与C反应为：CaSO₄+4C=CaS+4CO↑，化合价升高的反应物为C，化合价降低的反应物CaSO₄，故答案为：1：4；
（2）反应Ⅳ为NH₄HCO₃、CaSO₄、NH₃反应生成碳酸钙和硫酸铵，故答案为：NH₄HCO₃+NH₃+CaSO₄=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
（3）反应V中选用了40%的乙二醇溶液，温度控制在25℃，此时硫酸钾的产率超过90%，选用40%的乙二醇溶液原因是利用乙二醇降低硫酸钾溶解度，有利于析出，故答案为：K₂SO₄在40%的乙二醇溶液中溶解度更小；
（4）反萃取使用的硫酸用量过大，就需要用碱来中和，据流程图可知该，故答案为：NH₃?H₂O；
（5）浸取还原过程的产物之一是VOSO₄，V化合价为+4，据是还原过程可得原反应物是更高价的V，即为V₂O₅，故答案为：Na₂SO₃+V₂O₅+2H₂SO₄=2VOSO₄+Na₂SO₄+2H₂O
假设两步所用试剂Na₂SO₃与KC1O₃的物质的量为12mol：7mol，分别据两个方程式：
Na₂SO₃+V₂O₅+2H₂SO₄=2VOSO₄+Na₂SO₄+2H₂O        KClO₃+6VOSO₄+3H₂SO₄═3（VO）₂（SO₄）₃+KCl+3H₂O
12mol 12mol        24mol                    7mol  42mol
该催化剂中VOSO₄的物质的量为42mol-24mol=18mol，因此该催化剂中V₂O₅、VOSO₄的物质的量之比为 12mol：18mol=2：3                 
故答案为：2：3．