【題目】以硅藻土為載體的五氧化二釩（V2O5）是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：

物質(zhì)

V2O5

V2O4

K2SO4

SiO2

Fe2O3

Al2O3

質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

2.2~2.9

2.8~3.1

22~28

60~65

1~2

<1

以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：

回答下列問題：

（1）“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，反應(yīng)的離子方程式為___________，同時V2O4轉(zhuǎn)成VO2+。“廢渣1”的主要成分是__________________。

（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)?/span>VO2+，則需要氧化劑KClO3至少為______mol。

（3）“中和”作用之一是使釩以V4O124形式存在于溶液中。“廢渣2”中含有_______。

（4）“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+ V4O124 R4V4O12+4OH（以ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂）。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈_____性（填“酸”“堿”“中”）。

（5）“流出液”中陽離子最多的是________。

（6）“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。

【答案】（1）V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O；SiO2；（2）0.5；（3）Fe(OH)3、Al(OH)3；（4）堿；（5）K＋ ；（6）2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。

【解析】

試題分析：（1）“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，V元素化合價不變，說明不是氧化還原反應(yīng)，根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)的離子方程式為V2O5＋2H＋=2VO2＋＋H2O；二氧化硅與酸不反應(yīng)，則“廢渣1”的主要成分是二氧化硅。

（2）“氧化”中欲使3 mol的VO2+變?yōu)?/span>VO2+，V元素化合價從＋4價升高到＋5價，而氧化劑KClO3中氯元素化合價從＋5價降低到－1價，則根據(jù)電子得失守恒可知需要氯酸鉀的物質(zhì)的量為少3mol÷6＝0.5mol。

（3）“中和”作用之一是使釩以V4O124形式存在于溶液中，同時生成氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀，則“廢渣2”中含有Fe(OH)3、Al(OH)3。

（4）根據(jù)方程式可知為了提高洗脫效率，反應(yīng)應(yīng)該向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，因此淋洗液應(yīng)該呈堿性。

（5）由于前面加入了氯酸鉀和氫氧化鉀，則“流出液”中陽離子最多的是鉀離子。

（6）根據(jù)原子守恒可知偏釩酸銨（NH4VO3 “煅燒”生成七氧化二釩、氨氣和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4VO3V2O5＋H2O＋2NH3↑。

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】【2016屆廈門一模】[化學(xué)——選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]NO2+和NO2都是常見的配位體，易與金屬結(jié)合生成配合物。

（1）基態(tài)氧原子核外未成對電子數(shù)有__________個，基態(tài)氮原子的核外電子軌道示意圖為__________。

（2）NO2+和NO2-中氮原子的雜化軌道類型分別為__________。

（3）為消除霧霾利用金屬氧化物吸收氮的氧化物，MgO、BaO、CaO、SrO吸收氮的氧化物能力由強(qiáng)到弱的順序為____________。

（4）下表為含氧酸根XO4n-的鍵長數(shù)據(jù)：

PO43-的空間構(gòu)型為________。X-O之間的實測鍵長與理論鍵長有差異，其原因可能為X-O之間形成了多重鍵：首先是X原子的________軌道與O原子的2p軌道形成________鍵；其次是X原子的__________軌道與O原子的2p軌道形成________鍵。

（5）鐵有δ、γ兩種晶體，如右圖所示。兩種晶體中距離最近的鐵原子間距相同。δ -Fe中鐵原子的配位數(shù)為__________，δ-Fe和γ-Fe的密度之比為__________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】在使溶液中的AlO2-完全轉(zhuǎn)化成Al(OH）3，應(yīng)選擇的最好試劑是

A．H2SO4 B．HCl C．CO2 D．NH3·H2O

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】【加試題】污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。某研究小組利用軟錳礦（主要成分為MnO2，另含少量鐵，鋁，銅，鎳等金屬化合物）作脫硫劑，通過如下簡化流程，既脫除燃煤尾氣中的SO2，又制得電池材料MnO2（反應(yīng)條件已省略）。

請回答下列問題：

（1）上述流程脫硫?qū)崿F(xiàn)了 （選填下列字母編號）。

A．廢棄物的綜合利用 B．白色污染的減少 C．酸雨的減少

（2）用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋，其原因是 。

（3）已知：25℃、101kPa時，

Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) ΔH = -520kJ/mol

S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH = -297kJ/mol

Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s) ΔH = -1065kJ/mol

SO2與MnO2反應(yīng)生成無水MnSO4的熱化學(xué)方程式是 。

（4）MnO2可作超級電容材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2，其陽極的電極反應(yīng)式是 。

（5）假設(shè)脫除的SO2只與軟錳礦漿中MnO2反應(yīng)。按照圖示流程，將5 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)含SO2的體積分?jǐn)?shù)為3 %的尾氣通入礦漿，若SO2的脫除率為89.6%，最終每得到MnO2的質(zhì)量1 kg，則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時，所引入的錳元素相當(dāng)于MnO2 kg。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】Ⅰ．化合物Mg5Al3（OH）19（H2O）4可作環(huán)保型阻燃材料，受熱時按如下化學(xué)方程式分解：

2Mg5Al3（OH）19（H2O）4 27H2O↑+10MgO+3Al2O3

（1）寫出該化合物作阻燃劑的兩條依據(jù)____________。

（2）用離子方程式表示除去固體產(chǎn)物中Al2O3 的原理________。

（3）已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液，用化學(xué)方程式表示其原理____________。

Ⅱ．磁性材料A是由兩種元素組成的化合物，某研究小組按如圖流程探究其組成：

請回答：

（1）A的組成元素為_________（用元素符號表示），化學(xué)式為______。

（2）溶液C可溶解銅片，例舉該反應(yīng)的一個實際應(yīng)用____________。

（3）已知化合物A能與稀硫酸反應(yīng)，生成一種淡黃色不溶物和一種氣體（標(biāo)況下的密度為1.518 g·L-1），該氣體分子的電子式為____。寫出該反應(yīng)的離子方程式__________。

（4）寫出F→G反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________。設(shè)計實驗方案探究溶液G中的主要微粒（不考慮H2O、H+、K+、I-）______________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)有分子式分別為CH4、C2H4、C3H4、C2H6、C3H6的五種有機(jī)物。相同質(zhì)量的以上物質(zhì)中，在相同狀況下氣體體積最大的是________；相同質(zhì)量的以上物質(zhì)完全燃燒時消耗O2的量最多的是________；相同狀況、相同體積的以上五種物質(zhì)完全燃燒時消耗O2的量最多的是________；相同質(zhì)量的以上五種物質(zhì)完全燃燒時，生成CO2最多的是________，生成H2O最多的是________；在120 ℃、1.01×105 Pa狀態(tài)下，以任意比混合的三種氣態(tài)烴和足量的氧氣混合點(diǎn)燃，相同條件下測得反應(yīng)前后氣體體積沒有發(fā)生變化，這三種氣體是 ________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】硫酸亞鐵銨［(NH4)2Fe(SO4)2]是一種重要的工業(yè)原料，能溶于水，不溶于乙醇，其工業(yè)制法如下。請回答：

（1）步驟①中堿液洗滌的目的是 。若將堿液換為酸液，可能產(chǎn)生的問題是＿ 。

（2）步驟②中B可以是 （填字母），加入少量B的目的是 。

a．CuCl2 b．CuO c．Cu(NO3)2 d．CuSO4

（3）步驟⑥中要用到少量乙醇洗滌，其目的是 。

（4）用硫酸亞鐵按晶體配制溶液時，需加入一定量硫酸，目的是 。工業(yè)上常用酸性KMnO4溶液通過滴定的方法測定硫酸亞鐵銨樣品的純度，反應(yīng)的離子方程式為 。準(zhǔn)確量取硫酸亞鐵銨溶液時，硫酸亞鐵銨溶液應(yīng)盛放于 （填“酸式”或“堿式”）滴定管中。

（5）硫酸亞鐵銨晶體的樣品中可能含有的雜質(zhì)離子是 ，實驗室的檢驗方法是 。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】以鋁土礦（主要成分是Al2O3，雜質(zhì)有SiO2、Fe2O3等）為原料，采用拜耳法生產(chǎn)Al2O3的流程如下圖所示：

（1）Al2O3可用于電解制Al，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。

（2）調(diào)控反應(yīng)池中鈉鋁元素之比一定時，Al2O3溶于NaOH，SiO2轉(zhuǎn)化為鋁硅酸鈉沉淀。Al2O3溶于NaOH的離子方程式是_______。

（3）該生產(chǎn)過程中，需向沉淀池中加入X。

① X 可為過量的CO2，則濾液II中主要的溶質(zhì)是_______，為了使濾液II循環(huán)利用，應(yīng)補(bǔ)充的物質(zhì)是_______（選填字母）；

a．CaO b．HCl c．Na2CO3

② X 也可為少量Al(OH)3晶種（晶種可加速沉淀的生成），其優(yōu)點(diǎn)是_______。

（4）測鋁土礦中鋁元素含量：

I 將m g鋁土礦樣品經(jīng)處理配成V mL溶液

II 取少量該溶液用EDTA法測得該溶液中Fe3+、Al3+濃度之和為a mol·L－1

III 另取少量該溶液，將Fe3+用鹽酸羥胺還原為Fe2+后，利用吸光度法測得吸光度為0.400（吸光度與Fe2+濃度對應(yīng)曲線如下圖），該鋁土礦樣品中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式是_______（用字母表示）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】鐵炭混合物（鐵屑和活性炭的混合物）、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。

（1）鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O72-的酸性廢水通過鐵炭混合物，在微電池正極上Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3＋，其電極反應(yīng)式為_____________。

（2）在相同條件下，測量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率，結(jié)果如圖所示0。

①當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是__________。

②當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是_____________。

（3）納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。

①一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH4-（B元素的化合價為+3）與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4－，其離子方程式為 。

②納米鐵粉與水中NO3-反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3-+10H+＝4Fe2++NH4++3H2O

研究發(fā)現(xiàn)，若pH偏低將會導(dǎo)致NO3-的去除率下降，其原因是 。

③相同條件下，納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異（見右圖），產(chǎn)生該差異的可能原因是 。

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