V2 O5 ﹣WO3 /TiO2 催化剂能催化 NH3 脱除

科目：化学
题型：实验题
难度：中等
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题文

$V_{2} O_{5} ﹣ W O_{3} / T i O_{2}$ 催化剂能催化 $N H_{3}$ 脱除烟气中的 $N O$ ，反应为 $4 N H_{3} （ g ） + O_{2} （ g ） + 4 N O （ g ） ═ 4 N_{2} （ g ） + 6 H_{2} O （ g ） Δ H ＝ ﹣ 1632.4 k J • m o l^{﹣ 1}$ 。

（1）催化剂的制备。将预先制备的一定量的 $W O_{3} / T i O_{2}$ 粉末置于 $80 ℃$ 的水中，在搅拌下加入一定量的 $N H_{4} V O_{3}$ 溶液，经蒸发、焙烧等工序得到颗粒状 $V_{2} O_{5} ﹣ W O_{3} / T i O_{2}$ 催化剂。在水溶液中 $V {O_{3}}^{-}$ 水解为 $H_{3} V O_{4}$ 沉淀的离子方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；反应选用 $N H_{4} V O_{3}$ 溶液而不选用 $N a V O_{3}$ 溶液的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）催化剂的应用。将一定物质的量浓度的 $N O 、 O_{2} 、 N H_{3}$ （其余为 $N_{2}$ ）气体匀速通过装有 $V_{2} O_{5} ﹣ W O_{3} / T i O_{2}$ 催化剂的反应器，测得 $N O$ 的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在 $320 ～ 360 ℃$ 范围内， $N O$ 转化率随温度变化不明显的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；反应温度高于 $380 ℃$ ， $N O$ 转化率下降，除因为进入反应器的 $N O$ 被还原的量减少外，还有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（用化学方程式表示）。

（3）废催化剂的回收。回收 $V_{2} O_{5} ﹣ W O_{3} / T i O_{2}$ 废催化剂并制备 $N H_{4} V O_{3}$ 的过程可表示为

①酸浸时，加料完成后，以一定速率搅拌反应。提高钒元素浸出率的方法还有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

②通过萃取可分离钒和钨，在得到的钒酸中含有 $H_{4} V_{4} O_{12}$ 。已知 $H_{4} V_{4} O_{12}$ 具有八元环结构，其结构式可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

③向 $p H ＝ 8$ 的 $N a V O_{3}$ 溶液中加入过量的 $N H_{4} C l$ 溶液，生成 $N H_{4} V O_{3}$ 沉淀。已知： $K_{s p} （ N H_{4} V O_{3} ）＝ 1.7 \times 10^{﹣ 3}$ ，加过量 $N H_{4} C l$ 溶液的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

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