(14分)為回收利用廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)?,科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝,主要流程如下:

部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下:

物質(zhì)

VOSO4

V2O5

NH4VO3

(VO2)2SO4

溶解性

可溶

難溶

難溶

易溶

回答下列問(wèn)題:

⑴工業(yè)由V2O5冶煉金屬釩常用鋁熱劑法,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

⑵濾液中含釩的主要成分為 (寫(xiě)化學(xué)式)。

⑶該工藝中反應(yīng)③的沉淀率(又稱沉釩率)是回收釩的關(guān)鍵之一,該步反應(yīng)的離子方程式 ;沉釩率的高低除受溶液pH影響外,還需要控制氯化銨系數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)下圖判斷最佳控制氯化銨系數(shù)和溫度為 、 。

⑷用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以測(cè)定反應(yīng)②后溶液中含釩量,反應(yīng)的離子方程式為□VO2+ +□H2C2O4+□_____ =□VO2++□CO2↑+□H2O,試將其配平。

⑸全礬液流電池的電解質(zhì)溶液為VOSO4溶液,電池的工作原理為VO2+ +V2++2H+ VO2++H2O+V3+,電池充電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。

 

 

⑴3V2O5+10Al=5Al2O3+6V 、芕OSO4

⑶NH4+ +VO3—= NH4VO3↓  4  80 ℃

⑷2VO2+ +H2C2O4+2H+ = 2VO2++2CO2↑+2H2O

⑸VO2++H2O-e-= VO2+ +2H+ (2,2,2,2,2,2,2)

【解析】

試題分析:⑴用鋁熱劑法冶煉金屬釩,反應(yīng)物有V2O5和Al,生成物有V和Al,可采用化合價(jià)升降法將其配平。

⑵根據(jù)表中的信息知,只有VOSO4溶于水,故濾液中含釩的主要成分為VOSO4。

⑶根據(jù)表中的信息知,NH4VO3難溶于水,故該工藝中反應(yīng)③為NH4+ 與VO3—反應(yīng)生成NH4VO3沉淀。

通過(guò)觀察兩圖知控制氯化銨系數(shù)為4(太大時(shí)釩的沉淀率提高不大,但導(dǎo)致銨鹽的利用率不高),控制溫度為80 ℃(該溫度下釩的沉淀率最高)。

⑷首先根據(jù)得失電子守恒有2VO2+ +H2C2O4―― 2VO2++2CO2↑,再根據(jù)電荷守恒有2VO2+ +H2C2O4+2H+ ――2VO2++2CO2↑(用硫酸酸化,添加H+滿足電荷守恒),最后根據(jù)原子守恒得2VO2+ +H2C2O4+2H+ = 2VO2++2CO2↑+2H2O。

⑸電池充電時(shí)陽(yáng)極上VO2+發(fā)生氧化反應(yīng)生成VO2+ ,首先根據(jù)得失電子守恒有VO2+-e―――VO2+ ,再根據(jù)電荷守恒有VO2+-e――― VO2+ +2H+,最后根據(jù)原子守恒得VO2++H2O-e-= VO2+ +2H+。

考點(diǎn):本題以回收釩的化工流程圖為素材,考查化學(xué)方程式、離子方程式、電極反應(yīng)式等的配平與書(shū)寫(xiě),以及讀圖能力。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
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下列各項(xiàng)說(shuō)法中,不正確的是 ( )

A.甲是向溴水通入SO2氣體時(shí),pH與SO2物質(zhì)的量的關(guān)系圖

B.乙是向c(H+)相同的醋酸和鹽酸滴入水時(shí),c(H+)與水體積的關(guān)系圖

C.常溫常壓下,將2b mol CO2氣體通入1L bmol·L-1的NaOH溶液中,隨著CO2氣體的通入,溶液中由水電離出的c(H+)有如丙圖變化關(guān)系

D.向硝酸鈉溶液中滴加稀鹽酸得到的pH=5的混合溶液中:c(Na+)>c(NO3-)

 

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下列關(guān)于有機(jī)化合物的認(rèn)識(shí)正確的是

A.淀粉、蛋白質(zhì)、油脂都屬于天然高分子化合物.

B.C4 H10有3種同分異構(gòu)體

C.乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色是因?yàn)榘l(fā)生了取代反應(yīng)

D.新制氫氧化銅可以鑒別乙酸、葡萄糖、乙醛和乙醇

 

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下列敘述不正確的是

A.NH3易液化,液氨常用作制冷劑

B.與銅反應(yīng)時(shí),濃硝酸被還原成NO2而稀HNO3被還原成NO,所以稀HNO3氧化性強(qiáng)于濃HNO3

C.氨鹽受熱易分解,因此貯存氨態(tài)氮肥時(shí)要密封保存,并放在陰涼通風(fēng)處

D.氨水逐滴滴加到硝酸銀溶液中,先出現(xiàn)沉淀,后沉淀溶解

 

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下列化學(xué)式可以表示一種物質(zhì)的是

A.C2H6O B.C C.C3H8 D.P

 

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我國(guó)鎳氫電池居世界先進(jìn)水平,我軍潛艇將裝備國(guó)產(chǎn)大功率鎳氫動(dòng)力電池。常見(jiàn)鎳氫電池的某極是儲(chǔ)氫合金LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合價(jià)均可視為零價(jià)),電池放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)通常表示為L(zhǎng)aNi5H6+6NiO(OH)=LaNi5+6Ni(OH)2。下列說(shuō)法正確的是

A.放電時(shí)儲(chǔ)氫合金作正極

B.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為:LaNi5H6-6e-=LaNi5+6H+

C.充電時(shí)陽(yáng)極周圍c(OH-)減小

D.充電時(shí)儲(chǔ)氫合金作負(fù)極

 

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N2在化工生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、航天航空等領(lǐng)域用途廣泛,F(xiàn)提供以下裝置(連接儀器略去):

①某化學(xué)興趣小組甲同學(xué)欲用加熱NaNO2和NH4Cl的濃溶液制得N2,應(yīng)該選擇的發(fā)生裝置是 ,在添加藥品、制取氣體前必須進(jìn)行的操作是 。

②在加熱條件下,用NH3還原CuO可制得N2,同時(shí)獲得銅粉,此反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式是 。

③乙同學(xué)利用②中反應(yīng)原理制備干燥、純凈的N2,且需要的NH3以生石灰和濃氨水作原料。按氣流從左到右的連接順序是D→E→B→C,其中裝置D中儀器X的名稱是 。裝置C中試劑的作用是 。

 

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下列結(jié)論不正確的是

A.粒子半徑:S>S2->Cl- B.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4

C.金屬性:Na>Mg>Al D.氫化物穩(wěn)定性:HF>H2O>NH3

 

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【物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】(15分)

根據(jù)元素周期表中第四周期元素的相關(guān)知識(shí),回答下列問(wèn)題:

(1)第四周期元素的基態(tài)原子的電子排布中4s軌道上只有1個(gè)電子的元素有_______種;

寫(xiě)出Cu+的核外電子排布式_________。

(2)按電子排布,可將周期表里的元素劃分成五個(gè)區(qū)域,第四周期元素中屬于s區(qū)的元素有___________種,屬于d區(qū)的元素有________種。

(3)CaO晶胞如圖所示,CaO晶體中Ca2+的配位數(shù)為_(kāi)_______;CaO的焰色反應(yīng)為磚紅色,許多金屬或它們的化合物都可以發(fā)生焰色反應(yīng),其原因是________。

(4)由疊氮化鉀(KN3)熱分解可得純,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是________(填選項(xiàng)字母)。

A.NaN3與KN3結(jié)構(gòu)類似,前者晶格能較小

B.晶體鉀的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖所示,每個(gè)晶胞中分?jǐn)?個(gè)鉀原子

C.氮的第一電離能大于氧

D.氮?dú)獬叵潞芊(wěn)定,是因?yàn)榈碾娯?fù)性小

(5)二氧化鈦(TiO2)是常用的、具有較高催化活性和穩(wěn)定性的光催化劑。O2在其催化作用下,可將CN-氧化成CNO-。CN-的電子式為_(kāi)_______,CNO-的中心原子的雜化方式為_(kāi)___________。

(6)在CrCl3溶液中,一定條件下存在組成為(n和x均為正整數(shù))的配離子,將其通過(guò)氫離子交換樹(shù)脂(R-H),可發(fā)生離子交換反應(yīng):

將含0.0015mol的溶液,與R-H完全交換后,中和生成的需濃度為

0.1200 mol/LNaOH溶液25.00 mL,則該配離子的化學(xué)式為_(kāi)___________。

 

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