Question

釩及化合物用途廣泛．工業(yè)上常用含少量Al₂O₃的釩鐵礦（FeO?V₂O₅）堿熔法提取V₂O₅．簡要流程如下：
已知：①焙燒時可發(fā)生反應：V₂O₅+Al₂O₃+2Na₂CO₃ 

高溫  .

2NaVO₃+2NaAlO₂+2CO₂↑
②常溫下物質(zhì)的溶解度：NaVO₃～21.2g/100g水；HVO₃～0.008g/100g水
（1）“浸出渣B”的主要成分是

 

．（寫化學式）
（2）生產(chǎn)中，不直接用H₂SO₄浸泡“燒渣A”獲取HVO₃的原因是

 

．
（3）“操作①”包括

 

、洗滌．如果不洗滌，則產(chǎn)品中可能含有的金屬陽離子是

 

、

 

．下列裝置（部分夾持儀器省去）可用在實驗室進行“操作②”的是

 

．（填序號）
（4）NaVO₃用于原油的脫硫技術，由V₂O₅溶于NaOH溶液中制取，反應的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應用,粗鹽提純

專題：有機物的化學性質(zhì)及推斷

分析：（1）焙燒是利用含少量Al₂O₃的釩鐵礦（FeO?V₂O₅），F(xiàn)e元素被氧化，生成Fe₂O₃或Fe₃O₄，結(jié)合反應①可知，燒渣A的主要成分為NaVO₃、NaAlO₂、Fe₂O₃（或Fe₃O₄），據(jù)此判斷；
（2）由信息②常溫下物質(zhì)的溶解度，可知H₂SO₄與NaVO₃反應生成難溶的HVO₃，HVO₃包裹在一些燒渣的表面，阻礙了反應的進行，且鐵的氧化物與硫酸反應．增加干擾離子；
（3）操作①將固體與液體分離得到HVO₃，應過濾，丙洗滌附著的雜質(zhì)；
加入硫酸反應，偏鋁酸鈉與NaVO₃與硫酸反應都生成硫酸鈉，偏鋁酸根會轉(zhuǎn)化為鋁離子，據(jù)此判斷；
操作②是加熱分解固體HVO₃生成V₂O₅，應在坩堝內(nèi)進行；
（4）V₂O₅溶于NaOH溶液，反應生成NaVO₃和水．

解答： 解：（1）焙燒是利用含少量Al₂O₃的釩鐵礦（FeO?V₂O₅），F(xiàn)e元素被氧化，生成Fe₂O₃或Fe₃O₄，結(jié)合反應①可知，燒渣A的主要成分為NaVO₃、NaAlO₂、Fe₂O₃（或Fe₃O₄），加水NaVO₃、NaAlO₂溶解，鐵的氧化物不溶解，故浸出渣B為Fe₂O₃（或Fe₃O₄），
故答案為：Fe₂O₃（或Fe₃O₄）；
（2）由信息②常溫下物質(zhì)的溶解度，可知H₂SO₄與NaVO₃反應生成難溶的HVO₃，HVO₃包裹在一些燒渣的表面，阻礙了反應的進行，從而降低了HVO₃產(chǎn)率，且使產(chǎn)生的HVO₃不純．另外，鐵的氧化物會和硫酸反應生成鐵離子，增加干擾離子，消耗硫酸，浪費資源．
故答案為：H₂SO₄與NaVO₃反應生成難溶的HVO₃，HVO₃包裹在一些燒渣的表面，阻礙了反應的進行，從而降低了HVO₃產(chǎn)率，且使產(chǎn)生的HVO₃不純．另外，鐵的氧化物會和硫酸反應生成鐵離子，增加干擾離子，消耗硫酸，浪費資源；
（3）操作①將固體與液體分離得到HVO₃，應過濾，并洗滌附著的雜質(zhì)；
加入硫酸反應，偏鋁酸鈉與NaVO₃與硫酸反應都生成硫酸鈉，偏鋁酸根會轉(zhuǎn)化為鋁離子，不洗滌，產(chǎn)品中可能含有的金屬陽離子是Na⁺、Al³⁺；
操作②是加熱分解固體HVO₃生成V₂O₅，應在坩堝內(nèi)進行，故選D，
故答案為：過濾；Na⁺；Al³⁺；D；
（4）V₂O₅溶于NaOH溶液，反應生成NaVO₃和水，離子反應為V₂O₅+2OH^?

△  .

2VO₃^-+H₂O，故答案為：V₂O₅+2OH^?

△  .

2VO₃^-+H₂O．

點評：本題以化學工業(yè)流程考查物質(zhì)的分離提純，把握流程發(fā)生的反應及混合物的分離方法為解答的關鍵，是對所學知識的綜合運用，注意基礎知識的理解掌握，題目難度中等．