為回收利用廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘渣),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:
部分含釩物質在水中的溶解性如下:
物質 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 難溶 | 難溶 | 易溶 |
(15分)(1)V2O5(1分)(2)VOSO4(2分)(3)NH4++VO3- =NH4VO3↓(2分);
4(2分);80(2分) (4)2(2分);2(2分) (5)VO2++ 2H++e-= VO2++H2O(2分)
解析試題分析:(1)鋁和五氧化二釩發生鋁熱反應的方程式為:3V2O5+10Al6V+5Al2O3,反應中氧化劑是V2O5;
(2)根據溶解性表知,V2O5難溶,VOSO4可溶,因此濾渣是V2O5,濾液中含礬的主要成分的化學式為VOSO4;
(3)根據NH4VO3難溶可知,反應③是復分解反應,方程式為NH4++VO3- =NH4VO3↓;根據圖像可知氯化銨系數為4、溫度為80℃時沉淀率最高,所以最佳控制氯化銨系數和溫度為4和80℃。
(4)根據方程式2VO2++H2C2O4+2H+=2VOn+ + 2CO2↑+ mH2O可知草酸中碳元素的化合價從+3價升高到+4價,失去1個電子,1mol草酸失去2mol電子,則根據電子得失守恒可知氧化劑得到2mol電子,所以1mol VO2+得到1mol電子,V元素的化合價從+5價降低+4價,因此n=2;根據氫原子守恒可知m=2。
(5)放電是原電池,正極得到電子,則根據總反應式可知,放電時VO2+得到電子,電極反應式為 VO2++ 2H++e-=VO2++H2O。
考點:考查氧化還原反應的有關應用與計算、反應條件的選擇以及電化學原理的應用
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
NaNO3是重要的化工原料,可通過下列方法制備:
第一步:在吸收塔中,將硝酸生產中排出的尾氣(體積分數:含0.5%NO、1.5%NO2)
用純堿溶液完全吸收。
第二步:將吸收塔中的混合液送入轉化塔中,加入50%HNO3溶液,同時通入足量的壓縮空氣攪拌,充分反應,得到NaNO3和硝酸的混合液。
第三步:將轉化塔中的混合液用純堿中和后,經蒸發濃縮、冷卻結晶、離心分離、干燥,得NaNO3成品。
已知:每生產1.0t純凈的NaNO3固體,需消耗0.65 t無水Na2CO3、消耗氧氣的體積為33.6 m3(標準狀況下)和一定量的HNO3。生產過程中排出的尾氣中均不含氮氧化物。
回答下列問題:
(1) 第一步生產過程中發生反應的總化學方程式是 。
(2) 檢驗NaNO3成品中是否含少量的Na2CO3雜質的方法是
(3) 生產過程中Na2CO3的利用率是________(計算結果精確到小數點后兩位)。
(4) 生產1.0 t純凈的NaNO3固體,可以處理硝酸生產中排出的尾氣的體積為多少m3(標準狀況下)。請寫出計算過程。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
莫爾鹽【硫酸亞鐵銨(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O】是一種重要化學試劑,實驗室用含油污的鐵片來制取莫爾鹽,流程如下:
請回答下列問題:
(1)加入10%Na2CO3溶液的原因是___________________(用離子方程式表示)。
(2)A物質可以為________(填編號)。
a.CuCl2 b.CuO c.Cu(NO3)2 d.CuSO4
(3)B物質的成分為_________________。
(4) 加少量硫酸調節pH為 1~2的目的是_____________________________,
操作Ⅱ的名稱_______________________________________________。
(5)用無水乙醇洗滌潮濕的硫酸亞鐵銨晶體是為了除去晶體表面殘留的水分,不用加熱烘干的原因是_________________________________________。
(6)鑒定所得晶體中含有Fe2+、NH、SO
離子的實驗方法正確的是________(填編號)。
a.取少量樣品于試管,加水溶解,通入適量Cl2,再加KSCN溶液,觀察現象
b.取少量樣品于試管,加水溶解,加入酸性KMnO4溶液,觀察現象
c.取少量樣品于試管,加水溶解,加入濃NaOH溶液并加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口,觀察試紙顏色的變化
d.取少量樣品于試管,加水溶解,加入鹽酸后再加入BaCl2溶液,觀察現象
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
某工廠用軟錳礦(含MnO2約70%及Al2O3)和閃鋅礦(含ZnS約80%及FeS),共同生產MnO2和Zn(干電池原料)。
已知:①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。
②IV中的電解反應式為MnSO4+ZnSO4+2H2OMnO2+Zn+2H2SO4。
(1)A中屬于還原產物的是 。
(2)MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是 ;Ⅱ需要加熱的原因是 ;C的化學式是 。
(3)Ⅲ中發生的離子方程式為 , ;
(4)如果不考慮生產中的損耗,除礦石外,需購買的化工原料是 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
V2O5是接觸法制硫酸的重要催化劑,工業上生產V2O5的工藝流程如下:請回答下列問題:
(1)步驟①所得廢渣的成分是 (寫化學式),它與NaOH溶液反應的離子反應方程式為 。
(2)步驟②、③的變化過程可簡化為(下式R表示VO2+,HA表示有機萃取劑):
R2(SO4)n(水層)+2nHA(有機層)2RAn(有機層)+nH2SO4(水層),
①實驗室中步驟②、③使用的主要儀器是 。
②中萃取時必須加入適量堿,其原因是 。
(3)步驟③中X試劑為 ,步驟④的目的是 ,步驟⑤的離子方程式為 。
(4)該工藝流程中,可以循環利用的物質有 和 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
分子篩具有吸附能力強,熱穩定性高等優良性能,使得分子篩獲得廣泛應用,某種型號分子篩的工業生產流程可表示如下:
在滴加氨水調節pH=9的過程中,若pH控制不當,會有Al(OH)3生成,假設生產過程中鋁元素、硅元素均沒有損失,鈉原子利用率為10%。
(1)分子篩的直徑為4A(1A=10-10m)稱為4A型分子篩,當Na+被Ca2+取代時就制得5A型分子篩,當Na+被K+取代時就制得6A型分子篩。要高效分離正丁烷(分子直徑為4.65A)和異丁烷(分子直徑為5.6A)應該選用_______型分子篩。
(2)Al2(SO4)3溶液與Na2SiO3溶液反應生成膠體的離子方程式為________________________
(3)該生產流程中所得濾液里含有的離子除H+、OH-外,主要還有 等離子。檢驗其中金屬陽離子的操作方法是 ;
(4)加NH3?H2O調節pH后,加熱到90℃并趁熱過濾的原因可能是 。
(5)該生產流程中所得分子篩的化學式為 。(用氧化物形式表示)
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
硫酸鉛廣泛應用于制造蓄電池。利用鋅冶煉過程中的鉛浮渣生產硫酸鉛的流程如下:
已知鉛浮渣的主要成分是PbO、Pb,還含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的雜質。25℃時,Ksp(CaSO4)=4.9×10-5,Ksp(PbSO4)=1.6×10-8。
(1)已知步驟Ⅰ有NO產生,浸出液中含量最多的陽離子是Pb2+。分別寫出PbO、Pb參加反應的離子方程式 、 。
(2)步驟Ⅰ需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余,目的是 。
(3)母液可循環利用于步驟Ⅰ,其溶質主要是 (填一種物質化學式),若母液中殘留的SO42-過多,循環利用時可能出現的問題是 。
(4)產品PbSO4還需用Pb(NO3)2溶液多次洗滌,目的是除去 。
(5)鉛蓄電池的電解液是硫酸,充電后兩個電極上沉積的PbSO4分別轉化為PbO2和Pb,充電時陰極的電極反應式為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氧化鋅為白色粉末,可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業級氧化鋅[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等雜質]的流程如下:
提示:在本實驗條件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高錳酸鉀的還原產物是MnO2。
回答下列問題:
(1)反應②中除掉的雜質離子是__________,發生反應的離子方程式為__________;在加高錳酸鉀溶液前,若pH較低,對除雜的影響是________________。
(2)反應③的反應類型為____________,過濾得到的濾渣中,除了過量的鋅外還有______________。
(3)反應④形成的沉淀要用水洗,檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是________________。
(4)反應④中產物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2,取干燥后的濾餅11.2 g,煅燒后可得到產品8.1 g,則x等于__________。
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