【題目】工業(yè)上用含三價釩(V2O3為主的某石煤為原料(含有Al2O3、CaO等雜質(zhì)),鈣化法焙燒制備V2O5,其流程如下:

資料】:+5價釩在溶液中的主要存在形式與溶液pH的關(guān)系

pH

4~6

6~8

8~10

10~12

主要離子

VO2+

VO3

V2O74

VO43

(1)焙燒:向石煤中加生石灰焙燒,V2O3轉(zhuǎn)化為Ca(VO3)2的化學(xué)方程式是______。

(2)酸浸: ① Ca(VO3)2難溶于水,可溶于鹽酸。若焙砂酸浸時溶液的pH=4,Ca(VO3)2溶于鹽酸的離子方程式是______。

酸度對釩和鋁的溶解量的影響如圖所示:酸浸時溶液的酸度控制在大約3.2%,根據(jù)如圖推測酸浸時不選擇更高酸度的原因是______。

(3)轉(zhuǎn)沉:將浸出液中的釩轉(zhuǎn)化為NH4VO3固體,其流程如下:

浸出液中加入石灰乳的作用是______。

已知CaCO3的溶解度小于Ca3(VO4)2Ca3(VO4)2沉淀中加入(NH4)2CO3溶液,可使釩從沉淀中溶出。結(jié)合化學(xué)用語,用平衡移動原理解釋其原因______。

(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液,控制溶液的pH=7.5。當(dāng)pH>8時,NH4VO3的產(chǎn)量明顯降低,原因是______

(4)測定產(chǎn)品中V2O5的純度:

稱取a g產(chǎn)品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液。再加入b1 mL c1 mol·L1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(VO2+ + 2H+ + Fe2+ == VO2+ + Fe3+ + H2O)。最后用c2 mol·L1 KMnO4溶液滴定過量的(NH4)2Fe(SO4)2至終點,消耗KMnO4溶液的體積為b2 mL。已知 MnO4被還原為Mn2+假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)。則產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______。(V2O5的摩爾質(zhì)量:182 g·mol1

【答案】 CaO + O2 + V2O3 ==== Ca(VO3)2 Ca(VO3)2 + 4H+ == 2VO2+ + Ca2+ + 2H2O 酸度大于3.2%釩的溶解量增大不明顯,而鋁的溶解量增大程度更大 調(diào)節(jié)溶液的pH,并提供Ca2+,形成Ca3(VO4)2沉淀(富集釩元素) Ca3(VO4)2的濁液中存在平衡Ca3(VO4)2(s)3Ca2+(aq) + 2VO43(aq) ,(NH4)2CO3溶液中的CO32Ca2+結(jié)合生成更難溶的CaCO3沉淀,c(Ca2+)降低,平衡正向移動,使釩從沉淀中溶出 pH>8,釩的主要存在形式不是VO3 91(c1b1-5c2b2)/(1000a)

【解析】1)根據(jù)反應(yīng)流程:向石煤中加生石灰焙燒,V2O3與氧化鈣和氧氣反應(yīng)生成Ca(VO3)2,化學(xué)方程式是CaO + O2 + V2O3 Ca(VO3)2 ;正確答案CaO + O2 + V2O3 Ca(VO3)2 。

2)①根據(jù)信息可知:pH4~6之間生成VO2+,所以Ca(VO3)2與鹽酸反應(yīng)離子方程式是:Ca(VO3)2 + 4H+ == 2VO2+ + Ca2+ + 2H2O正確答案Ca(VO3)2 + 4H+ == 2VO2+ + Ca2+ + 2H2O。

②根據(jù)圖像變化可知:酸度大于3.2%時,釩的溶解量增大不明顯,而鋁的溶解量增大程度更大,因此酸浸時不選擇更高酸度;正確答案:酸度大于3.2%時,釩的溶解量增大不明顯,而鋁的溶解量增大程度更大。

(3)①浸出液中含有VO43,加入石灰乳后生成Ca3(VO4)2沉淀便于釩元素的富集;正確答案調(diào)節(jié)溶液的pH,并提供Ca2+,形成Ca3(VO4)2沉淀(富集釩元素)

② Ca3(VO4)2的濁液中存在平衡Ca3(VO4)2(s)3Ca2+(aq) + 2VO43(aq),(NH4)2CO3溶液中的CO32Ca2+結(jié)合生成更難溶的CaCO3沉淀,c(Ca2+)降低,平衡正向移動,使釩從沉淀中溶出;因此向Ca3(VO4)2沉淀中加入(NH4)2CO3溶液,可使釩從沉淀中溶出;正確答案:Ca3(VO4)2的濁液中存在平衡Ca3(VO4)2(s)3Ca2+(aq) + 2VO43(aq) ,(NH4)2CO3溶液中的CO32Ca2+結(jié)合生成更難溶的CaCO3沉淀,c(Ca2+)降低,平衡正向移動,使釩從沉淀中溶出。

根據(jù)信息可知:pH>8,釩的主要存在形式為V2O74VO43—,不是VO3 ,NH4VO3的產(chǎn)量明顯降低;正確答案:pH>8,釩的主要存在形式不是VO3 。

(4)高錳酸鉀氧化亞鐵離子變?yōu)殍F離子根據(jù)反應(yīng)規(guī)律:MnO4--- 5Fe2+,消耗KMnO4的量b2×10-3×c2 mol,則消耗亞鐵離子的量為5b2×10-3×c2 mol,再根據(jù)VO2+ -- Fe2+關(guān)系可知,用來還原VO2+的亞鐵離子的量為b1×c1×10-3-5b2×10-3×c2 mol,因此VO2+ 的量為b1×c1×10-3-5b2×10-3×c2 mol,產(chǎn)品中V2O5的量為1/2(b1×c1×10-3-5b2×10-3×c2) mol, 產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量為1/2(b1×c1×10-3-5b2×10-3×c2)×182=91(c1b1-5c2b2) ×10-3g,則產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是91(c1b1-5c2b2)/(1000a);正確答案:91(c1b1-5c2b2)/(1000a)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Na2O2可用作漂白劑和呼吸面具中的供氧劑

(1)某學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)在盛有Na2O2的試管中加入足量水,固體完全溶解,并立即產(chǎn)生大量氣泡,當(dāng)氣泡消失后,向其中滴入1~2滴酚酞溶液,溶液變紅;將試管輕輕振蕩,紅色很快褪去;此時再向試管中加入少量MnO2粉末,又有氣泡產(chǎn)生。

①寫出Na2O2作供氧劑的化學(xué)反應(yīng)方程式____________;

②使酚酞溶液變紅是因為________,紅色褪去的可能原因是___________;

③加入MnO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________

(2)Na2O2有強氧化性,H2具有還原性,有同學(xué)猜想Na2O2H2能反應(yīng)。為了驗證此猜想,該小組同學(xué)進(jìn)行加下實驗,實驗步驟和現(xiàn)象如下

步驟1:按上圖組裝儀器(圖中夾持儀器省略),檢查氣密性,裝入藥品。

步驟2:打開K1、K2,產(chǎn)生的氫氣流經(jīng)裝有Na2O2的硬質(zhì)玻璃管,一段時間后沒有任何現(xiàn)象。

步驟3: ,開始加熱,觀察到硬質(zhì)玻璃管內(nèi)Na2O2開始熔化,淡黃色的粉末變成了白色固體,干燥管內(nèi)硫酸銅未變藍(lán)色。

步驟4:反應(yīng)后撤去酒精燈,待硬質(zhì)玻璃管冷卻后關(guān)閉K1。

①添加稀鹽酸的儀器名稱是______,B裝置的作用_________。

②步驟3在點燃C處酒精燈前必須進(jìn)行的操作是______________;

③裝置D的目的是_________;

④你得到的結(jié)論是________(若能反應(yīng)請用化學(xué)方程式表示);

⑤該實驗設(shè)計中存在著明顯不足之處,應(yīng)該如何改進(jìn)___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是( )

A. 離子晶體中每個離子的周圍均吸引著6個帶相反電荷的離子

B. 金屬導(dǎo)電的原因是在外加電場的作用下金屬產(chǎn)生自由電子,電子定向運動

C. 分子晶體的熔沸點低,常溫下均呈液態(tài)或氣態(tài)

D. 原子晶體中的各相鄰原子都以共價鍵相結(jié)合

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】我國很早就使用青銅器,由于時間久遠(yuǎn),其表面有一層綠銹”,“綠銹俗稱銅綠,是銅和空氣中的水蒸氣、CO2、O2作用產(chǎn)生的,化學(xué)式為[Cu2(OH)2CO3],“銅綠能跟酸反應(yīng)生成銅鹽、CO2H2O。某同學(xué)利用以下反應(yīng)實現(xiàn)了銅綠→……→的轉(zhuǎn)化。

(1)從物質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)看,銅綠屬于______(填字母)。

A.酸 B.堿 C.鹽 D.氧化物

(2)寫出B的化學(xué)式:____________。

(3)請寫出銅綠與鹽酸反應(yīng)的離子方程式:________________________

(4)上述轉(zhuǎn)化過程中屬于氧化還原反應(yīng)的是_______________(填序號)

(5)銅綠在受熱時可直接分解生成物質(zhì)B、CO2和水,其分解的化學(xué)方程式為_____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化合物N( )可以增強牙膏、口香糖等制品的香氣,其中間體L的合成路線如下:

已知:R1、R2、R3、R4表示原子或原子團

請回答

(1)A的官能團名稱是______。

(2)B不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),A→B的化學(xué)方程式是______。

(3)C的結(jié)構(gòu)簡式是______

(4)D→F的反應(yīng)類型是______,F(xiàn)→G的化學(xué)方程式是______

(5)J的結(jié)構(gòu)簡式是______。

(6)K含有六原子環(huán)結(jié)構(gòu),K→L的化學(xué)方程式是______。

(7)GL經(jīng)過3步反應(yīng)合成N,路線如下

結(jié)合中間體L的合成路線,寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式

中間產(chǎn)物1:______,中間產(chǎn)物2:______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】500mLKNO3Cu(NO3)2的混合溶液中c(NO3-)=0.6mol·L-1,用石墨作電極電解此溶液,當(dāng)通電一段時間后,兩極均收集到2.24L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),假定電解后溶液體積仍為500mL,下列說法正確的是

A. 上述電解過程中共轉(zhuǎn)移0.2mol電子

B. 原混合溶液中c(K+)0.2mol·L-1

C. 電解得到的Cu的物質(zhì)的量為0.05mol

D. 電解后溶液中c(H+)0.2mol·L-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol1。相同溫度下,在體積相同的兩個恒溫密閉容器中,加入一定量的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。

相關(guān)數(shù)據(jù)如下:

容器

編號

起始時各物質(zhì)的物質(zhì)的量/mol

達(dá)平衡過程體系的能量變化

CO

H2O

CO2

H2O

1

4

0

0

放出熱量:32.8 kJ

0

0

1

4

熱量變化:Q

下列說法中,不正確的是(  )

A. 容器①中反應(yīng)達(dá)平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率為80%

B. 容器①中CO的轉(zhuǎn)化率等于容器②中CO2的轉(zhuǎn)化率

C. 容器①中CO反應(yīng)速率等于H2O的反應(yīng)速率

D. 平衡時,兩容器中CO2的濃度相等

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化合物N( )可以增強牙膏、口香糖等制品的香氣,其中間體L的合成路線如下:

已知:R1、R2、R3、R4表示原子或原子團

請回答

(1)A的官能團名稱是______

(2)B不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),A→B的化學(xué)方程式是______。

(3)C的結(jié)構(gòu)簡式是______

(4)D→F的反應(yīng)類型是______,F(xiàn)→G的化學(xué)方程式是______。

(5)J的結(jié)構(gòu)簡式是______

(6)K含有六原子環(huán)結(jié)構(gòu),K→L的化學(xué)方程式是______。

(7)GL經(jīng)過3步反應(yīng)合成N,路線如下

結(jié)合中間體L的合成路線,寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式

中間產(chǎn)物1:______,中間產(chǎn)物2:______

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】生物體內(nèi)某些有機物的元素組成可表示如下:

(1)A的功能的多樣性是由A的_________的多樣性決定的。字母A3代表的物質(zhì)的名稱是_________,產(chǎn)生A2 過程涉及的單層膜的細(xì)胞器有__________、_________。

(2)c的名稱為______,C1的名稱為_______; 人體內(nèi)C徹底水解得到的產(chǎn)物有_________種。

(3)B是主要的能源物質(zhì),則b______________。

(4)A是由a經(jīng)_______反應(yīng)形成的,形成的化學(xué)鍵的結(jié)構(gòu)簡式是_________________

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