【題目】五氧化二釩(V2O5)在冶金、搪瓷、磁性材料等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)室以含釩廢料(含有V2O3CuO、MnO、SiO2、有機(jī)物)為原料制備V2O5的工藝流程如圖所示。

已知:Ⅰ.含釩離子在溶液中的主要存在形式與溶液pH的關(guān)系如下表所示。

pH

46

68

810

1012

主要存在形式

VO2+

VO3-

V2O74-

VO43-

.25℃時(shí),部分難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如下表所示。

難溶電解質(zhì)

Cu(OH)2

Mn(OH)2

溶度積常數(shù)(Ksp)

4.8×10-20

4×10-14

.25℃時(shí),NH4VO3的溶解度為0.4gL-1;70℃時(shí),NH4VO3的溶解度為63gL-1。

請(qǐng)回答下列問題:

1焙燒的目的是___

2)濾渣1的用途為___(任寫一種)。

3調(diào)pH”的目的除了使Cu2+沉淀完全外,還有___;調(diào)節(jié)pH7時(shí),Cu2+是否沉淀完全?___(寫出計(jì)算過程,當(dāng)溶液中離子濃度小于10-5molL-1時(shí),認(rèn)為該離子沉淀完全)

4沉錳時(shí),需將溫度控制在70℃左右,溫度不能過高或過低的原因?yàn)?/span>___。

5濃縮結(jié)晶后,需對(duì)所得NH4VO3進(jìn)行洗滌、干燥。洗滌劑宜選用___;證明NH4VO3已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象為___。

6煅燒時(shí),生成無污染性氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

【答案】除去有機(jī)物雜質(zhì),并將V2O3氧化為V2O5 制作光導(dǎo)纖維、制作玻璃、制取硅膠、制取硅單質(zhì)等 使含釩離子以VO3-形式存在 調(diào)節(jié)pH7時(shí),溶液中c(Cu2+)==molL-1=4.8×10-6molL-1<10-5molL-1Cu2+沉淀完全 溫度過低時(shí),反應(yīng)速率較慢,NH4VO3可能提前結(jié)晶析出,導(dǎo)致產(chǎn)率較低;溫度過高時(shí),NH4HCO3分解使原料的利用率降低,并導(dǎo)致環(huán)境污染 冷水(或酒精溶液) 取少量最后一次洗滌液于潔凈試管中,滴加BaCl2溶液,若無明顯現(xiàn)象,則證明NH4VO3已洗滌干凈 4NH4VO3+3O22V2O5+2N2+8H2O

【解析】

含釩廢料(V2O3、CuO、MnO、SiO2、A12O3、有機(jī)物)焙燒,可除去有機(jī)物,將V2O3氧化為V2O5,加入硫酸酸溶,得到濾渣1SiO2,濾液調(diào)節(jié)pH可生成氫氧化鋁、氫氧化銅沉淀,過濾后濾液加入碳酸氫銨,可生成碳酸錳沉淀,濾液加入過量硫酸銨,濃縮、結(jié)晶,可得到NH4VO3,煅燒可生成V2O5,以此解答該題。

根據(jù)流程圖中的信息可知焙燒的目的是除去有機(jī)物雜質(zhì),并將氧化為;

所得焙燒產(chǎn)物加入稀硫酸后,只有與稀硫酸不反應(yīng),所以濾渣1,其用途為制作光導(dǎo)纖維、制作玻璃、制取硅膠、制取硅單質(zhì)等;

調(diào)pH”的目的除了使Cu2+沉淀完全外,還有使含釩離子以形式存在,調(diào)節(jié)pH7時(shí),溶液中,Cu2+沉淀完全;

沉錳時(shí),需將溫度控制在左右,溫度不能過高或過低的原因?yàn)闇囟冗^低時(shí),反應(yīng)速率較慢,可能提前結(jié)晶析出,導(dǎo)致產(chǎn)率較低;溫度過高時(shí),分解使原料的利用率降低,并導(dǎo)致環(huán)境污染;

濃縮結(jié)晶后,需對(duì)所得進(jìn)行洗滌、干燥,根據(jù)題目提供信息可知的溶解度隨溫度升高會(huì)增大,為減小其溶解,可以選擇冷水或酒精溶液來洗滌;證明已洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象為:取少量最后一次洗滌液于潔凈試管中,滴加溶液,若無明顯現(xiàn)象,則證明已洗滌干凈,;

煅燒時(shí),生成的無污染性氣體為氮?dú)猓Y(jié)合電子守恒和元素守恒可知發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】廢舊電池中的ZnMn元素的回收,對(duì)環(huán)境保護(hù)有重要的意義。鋅錳干電池的負(fù)極是作為電池殼體的金屬鋅,正極是被二氧化錳和碳粉包圍的石墨電極,電解質(zhì)是氯化鋅和氯化銨的糊狀物,該電池放電過程中產(chǎn)生MnOOH。

I.回收鋅元素,制備ZnCl2

步驟一:向除去殼體及石墨電極的黑色糊狀物中加水,攪拌,充分溶解,經(jīng)過濾分離得固體和濾液;

步驟二:處理濾液,得到ZnCl2·xH2O晶體;

步驟三:將SOCl2ZnCl2·xH2O晶體混合制取無水ZnCl2

制取無水ZnCl2,回收剩余的SOCl2并驗(yàn)證生成物中含有SO2(夾持及加熱裝置略)的裝置如下:

已知:SOCl2是一種常用的脫水劑,熔點(diǎn)-105℃,沸點(diǎn)79℃,140℃以上時(shí)易分解,與水劇烈水解生成兩種氣體。

1)接口的連接順序?yàn)?/span>a→_______→h→i→_________→e。

2)三頸燒瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式:____。

3)步驟二中得到ZnCl2·xH2O晶體的操作方法:___

4)驗(yàn)證生成物中含有SO2的現(xiàn)象為:___。

II.回收錳元素,制備MnO2

5)步驟一得到的固體經(jīng)洗滌,初步蒸干后進(jìn)行灼燒,灼燒的目的____。

III.二氧化錳純度的測(cè)定

稱取1.0g灼燒后的產(chǎn)品,加入1.34g草酸鈉(Na2C2O4)固體,再加入足量的稀硫酸并加熱(雜質(zhì)不參與反應(yīng)),充分反應(yīng)后冷卻,將所得溶液轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻度線,從中取出10.00mL,用0.0200mol/L高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定,滴定三次,消耗高錳酸鉀溶液體積的平均值為10.00mL。

6)寫出MnO2溶解反應(yīng)的離子方程式___

7)產(chǎn)品的純度為____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】M、X、Y、ZW為五種短周期元素,且原子序數(shù)依次增大,X、YZ最外層電子數(shù)之和為15,XZ可形成XZ2分子;YM形成的氣態(tài)化合物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.76g·L1;W的質(zhì)子數(shù)是XY、Z、M四種元素質(zhì)子數(shù)之和的。下列說法正確的是(

A.原子半徑:W>Z>Y>X>M

B.常見氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:XYZ

C.1molWM溶于足量水中完全反應(yīng),共轉(zhuǎn)移2mol電子

D.M、X、Y、Z四種元素形成的化合物一定既有離子鍵,又有共價(jià)鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫及其化合物在現(xiàn)代生產(chǎn)和生活中發(fā)揮重要作用。

(1)可以通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由硫化氫分解制備氫氣。

SO2(g)+I2(s)+2H2O(1)==2HI(aq)+H2SO4(aq) H1=—151.5kJ·mol-1

2HI(aq)==H2(g)+I2(s) H2=+110kJ·mol-1

H2S(g)+H2SO4(aq)==S(s)+SO2(g)+2H2O(I) H3=+65kJ·mol-1

熱化學(xué)硫碘循環(huán)硫化氫分解聯(lián)產(chǎn)氫氣、硫磺的熱化學(xué)方程式為_________________。

(2)硫酸廠尾氣中含有大量SO2,為提高其利用率可用圖1所示裝置(電極均為惰性電極)將其吸收,而鋰磺酰氯(Li—SO2C12)電池可作為電源電解制備Ni(H2PO2)2(2)。已知電池反應(yīng)為:2Li+SO2C12=2LiCl+SO2

①圖1中:a為直流電源的______(負(fù)”),其陰極的電極反應(yīng)式為_____。

SO2C12分子中S原子的雜化方式為____________________。

③鋰磺酰氯電池的正極反應(yīng)式為_______________________

④圖2中膜a______交換膜(陽(yáng)離子陰離子下同),膜c_________交換膜。不銹鋼電極的電極反應(yīng)式為_______________________________。

(3)二氧化硫的催化氧化是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的主要反應(yīng)O2(g)+2SO2(g) 2SO3(g)。

已知:標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù) ,其中為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)(1×105Pa),p(SO3)p(O2)p(SO2)為各組分的平衡分壓,如p(SO3)=x(SO3)p,p為平衡總壓,x(SO3)為平衡系統(tǒng)中SO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。SO2O2起始物質(zhì)的量之比為21,反應(yīng)在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)下進(jìn)行,SO3的平衡產(chǎn)率為,則_______(用含的最簡(jiǎn)式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I.鉛蓄電池是典型的可充型電池,電池總反應(yīng)為:Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O。

請(qǐng)回答下列問題:

1)放電時(shí),負(fù)極材料是___;電解液中H2SO4的濃度將變___(選“變大”“變小”或“不變”);

2)充電時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是___

II.如圖是一個(gè)化學(xué)過程的示意圖。

1)圖中甲池是___裝置(電解池原電池”),其中K+移向___極(選“正”或“負(fù)”)

2)乙池中石墨電極A上發(fā)生的電極反應(yīng)式:___。

3)若丙內(nèi)為足量NaCl溶液,當(dāng)甲池內(nèi)通入11.2LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則丙池中產(chǎn)生的氣體的體積為____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】ZulemaBorjas等設(shè)計(jì)的一種微生物脫鹽池的裝置如圖所示,下列說法正確的是(  )

A. 該裝置可以在高溫下工作

B. X、Y依次為陽(yáng)離子、陰離子選擇性交換膜

C. 負(fù)極反應(yīng)為CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H

D. 該裝置工作時(shí),電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】近年來霧霾天氣經(jīng)常出現(xiàn),研究霧霾成因和治理是當(dāng)前環(huán)保的重要話題。汽車尾氣和燃煤是造成空氣污染的原因之一。因此研究氮氧化物的反應(yīng)機(jī)理,對(duì)消除和防治環(huán)境污染有重要意義。

1)①對(duì)于2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-665kJ/mol的反應(yīng)分三步完成:

a2NO(g)=N2O2(g)()

bN2O2(g)+H2(g)=N2O(g)+H2O(g)()

cN2O(g)+H2(g)=N2(g)+H2O(g)()

決定此總反應(yīng)速率的是第步的反應(yīng)___(填序號(hào))。

②已知:H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) H=+41kJ/mol

汽車尾氣的凈化原理主要是用催化劑把NOCO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種對(duì)大氣無污染的氣體,試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:___。

2)升高溫度能讓絕大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)加快反應(yīng)速率,但是研究發(fā)現(xiàn)2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) H<0存在一些特殊現(xiàn)象,F(xiàn)有某化學(xué)小組通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下該反應(yīng)速率常數(shù)k(代表反應(yīng)速率的一個(gè)常數(shù))的數(shù)值如表:

T(K)

k

T(K)

k

T(K)

k

143

1.48×105

273

1.04×104

514

3.00×103

195

2.58×104

333

5.50×103

613

2.80×103

254

1.30×104

414

4.00×103

663

2.50×103

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)到vc(O2)的關(guān)系如圖1所示,當(dāng)x點(diǎn)升高到某一溫度時(shí),反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則變?yōu)橄鄳?yīng)的點(diǎn)為___點(diǎn)(填字母),并解析原因:

___

___

3NOx的排放主要來自于汽車尾氣,包含NO2NO,有人得出用活性炭對(duì)NOx進(jìn)行吸收,發(fā)生如下反應(yīng):

反應(yīng)aC(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) H=-34.0kJ/mol

反應(yīng)b2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) H=-64.2kJ/mol

對(duì)于反應(yīng)a,在T1℃時(shí),借助傳感器測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)上各物質(zhì)的濃度如表:

時(shí)間(min)

濃度(mol/L)

0

10

20

30

40

50

NO

1.00

0.58

0.40

0.40

0.48

0.48

N2

0

0.21

0.30

0.30

0.36

0.36

010min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=___,當(dāng)升高反應(yīng)溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K___(選填增大、減小不變”)。

30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡;根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是___(填字母)。

a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO

c.適當(dāng)縮小容器的體積 d.加入合適的催化劑

4)實(shí)驗(yàn)室模擬反應(yīng)2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) H=-64.2kJ/mol,在密閉容器中加入一定量的碳和NO2,維持溫度是T2℃,如圖2為不同壓強(qiáng)下反應(yīng)b經(jīng)過相同時(shí)間NO2的轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)變化的示意圖。

①請(qǐng)從動(dòng)力學(xué)角度分析,1050kPa前,反應(yīng)bNO2轉(zhuǎn)化率隨著壓強(qiáng)增大而增大的原因___;

②用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)(記作Kp);在T2℃、1.1×106Pa時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)___(用計(jì)算表達(dá)式表示,不必化簡(jiǎn));已知:氣體分壓(p)=氣體總壓(p體積分?jǐn)?shù)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在溫度不變的條件下,密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):2SO2O22SO3,下列敘述能夠說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )

A.容器中SO2、O2、SO3共存

B.SO2SO3的濃度相等

C.容器中SO2O2、SO3的物質(zhì)的量之比為2∶1∶2

D.反應(yīng)容器中壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某工廠利用下列工藝以廢舊鉛蓄電池中含鉛廢料(主要含Pb、PbOPbO2、PbSO4 和稀H2SO4為原料制備高純Pb、PbO等,實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其主要流程如下:

(1)含鉛廢料需要進(jìn)行粉碎處理,其原因是____。

(2)“酸溶”時(shí),在Fe2+催化下,PbPbO2反應(yīng)生成PbSO4。若生成1 mol PbSO4,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__mol

(3)向?yàn)V液B中加入Na2CO3溶液能形成懸濁液,此時(shí)溶液中=____。若再向此懸濁液中加入少量Pb(NO3)2固體,則將會(huì) ___(填“增大”“減小”或“不變”)[Ksp(PbSO4)=1.8×108;Ksp(PbCO3)=3.6×1014]

(4)鉛易造成環(huán)境污染。水溶液中鉛的存在形態(tài)與水溶液pH的關(guān)系如圖a所示。pH7變化到6時(shí),不同形態(tài)鉛之間轉(zhuǎn)化的離子方程式為_________________

(5)PbO粗品溶解在HClNaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的電解液,進(jìn)一步電解Na2PbC14溶液生成Pb,如圖b所示。

①陰極的電極反應(yīng)式為 ___。

②電解一段時(shí)間后,Na2PbC14的濃度明顯下降,為了增大其濃度且實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用,可在陰極區(qū)采取的方法是____。

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