某工廠廢棄的釩渣中主要含V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等,現(xiàn)從該釩渣回收V2O5的工藝流程示意圖如下:

(已知:沉淀為(NH4)2V6O16,全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對氧化還原反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置,②、③的變化過程可簡化為(下式R表示VO2+,HA表示有機(jī)萃取劑)。

R2(SO4)n(水層)+2nHA(有機(jī)層)2RAn(有機(jī)層) + nH2SO4(水層)

回答下列問題:

(1)(NH4)2V6O16中釩(V)的化合價為 ,①中產(chǎn)生的廢渣的主要成分是 。

(2)工藝中反萃取所用的X試劑為 。

(3)為提高②中萃取效率,應(yīng)采取的措施是 。

(4)請完成④中的反應(yīng)離子方程式:

(5)成品V2O5可通過鋁熱反應(yīng)來制取金屬釩,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。

(6)將兩個全釩液流儲能電池串聯(lián)后作為電源,用石墨作電極電解飽和氯化鈉溶液,通電時,為使Cl2被完全吸收,制得有較強(qiáng)殺菌能力的消毒液,裝置如下:

b為電解池的 極,全釩液流儲能電池正極的電極反應(yīng)式為 ;

若通過消毒液發(fā)生器的電子為0.2 mol,則消毒液發(fā)生器中理論上最多能產(chǎn)生 gNaClO。

(除標(biāo)記外每空2分,共15分)

(1)+5 (1分) SiO2(名稱也可,1分)

(2)稀硫酸(化學(xué)式也可)

(3)加入堿(具體堿均可)中和硫酸使平衡正移、多次連續(xù)萃。▽憽岸啻芜B續(xù)萃取”也得2分;寫“加入Zn、Fe等、弱酸強(qiáng)堿鹽” 也得2分;寫“增大萃取劑的加入量”給1分;寫“增大萃取劑濃度”不得分)

(4)1ClO3—+6VO2++6H+=6VO3++1Cl—+3H2O

(有錯計(jì)0分,“1”未寫本次不扣分)

(5) 10Al+3V2O56V+5Al2O3

(6)陽(1分) VO2++ e-+2H+=VO2++H2O 7.45

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)化合物中正負(fù)化合價代數(shù)和為0可判斷(NH4)2V6O16中N為-3、H為+1、O為-2價,則釩(V)的化合價為+5價;根據(jù)流程圖可知,只有二氧化硅不溶于硫酸,所以廢渣的主要成分是SiO2;

(2)從流程圖中可看出,加入反萃取劑X后,又得到有機(jī)萃取劑和含V元素的混合液,根據(jù)R2(SO4)n(水層)+2nHA(有機(jī)層) 2RAn(有機(jī)層) + nH2SO4(水層)可知,該平衡應(yīng)逆向進(jìn)行,所以加入的X是硫酸;

(3)為提高②中萃取效率,使上述平衡正向移動,則應(yīng)加入堿性物質(zhì),同時多次萃取也可增大萃取效率;

(4)V元素的化合價從+4價升高到+5價,則氯酸根離子中的Cl元素的化合價從+5價應(yīng)降低到-1價,同時根據(jù)元素守恒,則產(chǎn)物中還有水生成,所以產(chǎn)物的空白為Cl-和H2O;再根據(jù)得失電子守恒,VO2+和VO3+的系數(shù)是6,氯酸根離子和氯離子的系數(shù)是1,根據(jù)電荷守恒,則氫離子的系數(shù)是6,水的系數(shù)是3;

(5)鋁熱反應(yīng)是單質(zhì)Al與金屬氧化物的置換反應(yīng),所以用Al與五氧化二釩反應(yīng)生成氧化鋁和釩的化學(xué)方程式是10Al+3V2O56V+5Al2O3;

(6)電解飽和食鹽水時,氯氣在陽極產(chǎn)生,氫氧化鈉再陰極產(chǎn)生,若使氯氣被全部吸收,則氯氣在下端,所以b極產(chǎn)生氯氣,則b極為陽極;全釩液流儲能電池正極發(fā)生還原反應(yīng),V元素的化合價降低,與b相連的為正極,所以正極反應(yīng)式是VO2++ e-+2H+=VO2++H2O;產(chǎn)生氯氣的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑,氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式是Cl2+2 OH-= Cl-+ ClO-+ H2O,當(dāng)電路中通過0.2mol電子時,產(chǎn)生氯氣的物質(zhì)的量是0.1mol,則消毒液發(fā)生器中理論上最多能產(chǎn)生0.1molNaClO,其質(zhì)量是7.45g。

考點(diǎn):考查對流程的分析,元素化合價的判斷,電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用

考點(diǎn)分析: 考點(diǎn)1:原電池 考點(diǎn)2:電解池 考點(diǎn)3:物質(zhì)的分離、除雜和提純 考點(diǎn)4:物質(zhì)的檢驗(yàn)和鑒別 試題屬性
  • 題型:
  • 難度:
  • 考核:
  • 年級:
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015山東省棗莊市高一上學(xué)期期末化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

下列有關(guān)溶液組成的描述合理的是

A.無色溶液中可能大量存在Al3+、NH4+、Cl-、OH-

B.酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO-、SO42-、I-

C.弱堿性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HCO3-

D.紅色溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SCN-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年浙江省六校高三3月聯(lián)考理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相對位置如下表所示,其中R單質(zhì)在暗處與H2 劇烈化合并發(fā)生爆炸。則下列判斷正確的是

A.元素R對應(yīng)氣態(tài)氫化物的相對分子質(zhì)量實(shí)際測量值往往比理論上要大的多,這可能和氫鍵有關(guān)

B.由于鍵能EH-R>EH-T,故元素R、T對應(yīng)氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn):HR>HT

C.R與Q的電子數(shù)相差16

D.最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性:X<T<Q

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年山東省日照市高三3月模擬考試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

(16分)氫氣是一種理想的“綠色能源”,利用氫能需要選擇合適的儲氫材料。目前正在研究和使用的儲氫材料有鎂系合金、稀土系合金等。

(2)儲氫材料Mg(AlH4)2在110~200℃的反應(yīng)為:Mg(AlH4)2==MgH2+2Al+3H2↑。

反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移3mol電子時,產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為__________L。

(3)鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣形成氫化物:LaNi5H6(s),欲使LaNi5H6(s)釋放出氣態(tài)氫,根據(jù)平衡移動原理,可改變的條件是_______(填字母編號)。

a.增加LaNi5H6(s)的量

b.升高溫度

c.減小壓強(qiáng)

d.使用催化劑

(4)儲氫還可借助有機(jī)物,如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫:

①某溫度下,向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷,起始濃度為amol·L-1,平衡時苯的濃度為b mol·L-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________(用含a、b的代數(shù)式表示)。

②一定條件下,下圖裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲氫(忽略其它有機(jī)物)。

A是電源的______極(填“正”或“負(fù)”);電解過程中產(chǎn)生的氣體F為_____(填化學(xué)式):電極D上發(fā)生的電極反應(yīng)為__________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年山東省日照市高三3月模擬考試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

化學(xué)與能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)生活等密切相關(guān)。下列敘述錯誤的是

A.光催化水制氫比電解水制氫更節(jié)能環(huán)保

B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可減少白色污染

C.開發(fā)利用可再生能源,可減少化石燃料的使用

D.改進(jìn)汽車尾氣凈化技術(shù),可減少大氣污染物的排放

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年湖南省懷化市高三第一次模擬考試?yán)砭C化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

-C3H7和-C3H7O取代苯環(huán)上的氫原子,形成的有機(jī)物中能與金屬鈉反應(yīng)的同分異構(gòu)體有

A.10種 B.15種 C.30種 D.36種

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年福建省泉州五校高三上學(xué)期摸底聯(lián)考化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

(15分)短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如圖所示,其中T所處的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等。

(1)T的原子結(jié)構(gòu)示意圖是______。用化學(xué)方程式表示工業(yè)上常用于冶煉T單質(zhì)的原理是_________。

(2)與W同主族的某元素,其氫化物分子中含有18個電子,該分子中的共價鍵類型是________ 。

(3)元素的非金屬性:Q________W(填“強(qiáng)于”或“弱于”),結(jié)合方程式簡述其原因是__________ _。

(4)元素X與T同周期,且在該周期中原子半徑最大,請寫出X的最高價氧化物的水化物與T的最高價氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式___________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年福建省泉州五校高三上學(xué)期摸底聯(lián)考化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

下列說法正確的是

A.酸、堿、鹽都是電解質(zhì) B.電解質(zhì)都是易溶于水的物質(zhì)

C.氧化物都是電解質(zhì) D.氫化物都不是電解質(zhì)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源:2014-2015學(xué)年北京市石景山區(qū)高三上學(xué)期期末考試化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

下列說法正確的是

A.HOCH2COOH的縮聚物是

B.乙醛和丙烯醛()不是同系物

C.已知甲醛分子中各原子共平面,則丙烯醛所有原子一定共平面

D.結(jié)構(gòu)為…-CH=CH-CH=CH-CH=CH-CH=CH-…的高分子的單體是1,3-丁二烯

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案