(19分)釩有金屬“維生素”之稱,研究發(fā)現(xiàn)釩的某些化合物對治療糖尿病有很好的療效。
工業(yè)上設計將VOSO4中的K2SO4、SiO2、CuO雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程如下:

請回答下列問題:
(1)步驟②、③的變化過程可表示為(HM為有機萃取劑):
VOSO4 (水層)+ 2HM(有機層) VOM2(有機層) + H2SO(水層) 
步驟②中萃取時必須加入適量堿,其原因是                         。
步驟③中X試劑為                   。
(2)步驟④的離子方程式為                      
(3)該工藝流程中,可以循環(huán)利用的物質(zhì)有               和       。
(4)操作Ⅰ得到的廢渣,用         溶解,充分反應后,                     ,(填寫系列操作名稱)稱量得到mg氧化銅。
(5)為了制得氨水,甲、乙兩小組選擇了不同方法制取氨氣,請將實驗裝置的字母編號和制備原理填寫在下表空格中。

 
實驗裝置
實驗藥品
制備原理
甲小組
A
氫氧化鈣、氯化銨
反應的化學方程式為①                    
乙小組
   
濃氨水、氫氧化鈉固體
分析產(chǎn)生氨氣的原因③                               
 

(1)加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率(2分);H2SO4(2分)
(2)ClO3-+6VO2++9H2O= Cl-+6VO3-+18H+(3分)
(3)氨氣(或氨水)(1分);有機萃取劑(1分)
(4) 氫氧化鈉溶液(1分)  過濾、洗滌、干燥(2分)
(5)① 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑。(2分)② B (2分)
③氫氧化鈉溶于水放出大量熱,溫度升高,使氨的溶解度減小而放出;氧氧化鈉吸水,促使氨放出;氫氧化鈉電離出的OH增大了氨水中OH濃度,促使氨水電離平衡左移,導致氨氣放出。 (3分)

解析試題分析:(1)根據(jù)題意知,步驟②、③的變化過程可表示為(HM為有機萃取劑):
VOSO4 (水層)+ 2HM(有機層) VOM2(有機層) + H2SO(水層) ,萃取過程該平衡正向移動,反萃取過程該平衡逆向移動;步驟②中萃取時必須加入適量堿,其原因是加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率。步驟③中X試劑為H2SO4。(2)根據(jù)題給流程圖知,步驟④為ClO3-將6VO2+氧化為VO3-,根據(jù)氧化還原方程式及離子方程式的書寫原則寫出該反應的離子方程式為ClO3-+6VO2++9H2O= Cl-+6VO3-+18H+。(3)由題給工藝流程知,可以循環(huán)利用的物質(zhì)有氨氣(或氨水)和有機萃取劑。(4)操作Ⅰ為溶解操作,二氧化硅和氧化銅不溶于水,得到的廢渣為二氧化硅和氧化銅的混合物,二氧化硅為酸性氧化物,氧化銅為堿性氧化物,故用氫氧化鈉溶液溶解,充分反應后,過濾、洗滌、干燥,稱量得到mg氧化銅。(5)甲小組為氫氧化鈣和氯化銨固體共熱生成氯化鈣、氨氣和水,化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;乙小組用濃氨水和氫氧化鈉固體不加熱制氨氣,應選B裝置;產(chǎn)生氨氣的原因為氫氧化鈉溶于水放出大量熱,溫度升高,使氨的溶解度減小而放出;氧氧化鈉吸水,促使氨放出;氫氧化鈉電離出的OH增大了氨水中OH濃度,促使氨水電離平衡左移,導致氨氣放出。
考點:以工業(yè)上將VOSO4中的K2SO4、SiO2、CuO雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程為載體考查化學平衡移動原理、物質(zhì)的分離和提純、氨氣的制備及相關反應方程式的書寫。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

化學學科中的平衡理論主要包括:化學平衡、電離平衡、水解平衡和溶解平衡四種,且均符合勒夏特列原理。請回答下列問題:
(1)常溫下,取 pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL, 向其中分別加入適量的Zn粒,反應過程中兩溶液的pH變化如圖所示。則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是       ( 填“A”或“B”)。 設鹽酸中加入的Zn質(zhì)量為m1,醋酸溶液中加入的Zn質(zhì)量為 m2。 則 m1       m2 ( 選填“<”、“=”、“>”)


(2)在體積為3L的密閉容器中,CO與H2在一定條件下反應生成甲醇:CO ( g) + 2H2( g) → CH3OH(g) 。反應達到平衡時,平衡常數(shù)表達式K=                  ,升高溫度,K值           (填“增大”、“減小”或“不變”)。在500℃,從反應開始到平衡,氫氣的平均反應速率v(H2)=                    
(3)常溫下,某純堿溶液中滴入酚酞,溶液呈紅色。說明該溶液呈     性。在分析該溶液遇酚酞呈紅色原因時,甲同學認為是配制溶液所用的純堿樣品中混有NaOH 所致;乙同學認為是溶液中Na2CO3電離出的CO32-水解所致。請你設計一個簡單的實驗方案給甲和乙兩位同學的說法以評判(包括操作、現(xiàn)象和結論)                                                              。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

在一固定容積為2 L的密閉容器中加入2 molA和3 molB,保持溫度為30℃,在
催化劑存在的條件下進行下列反應:2A(g)+3B(g) 3C(g),2分鐘達到平衡,生成1.5 mol
C,此時,平衡混合氣中C的體積分數(shù)為ω1;若將溫度升高到70℃后,其他條件均不變,當
反應重新達到平衡時,C的物質(zhì)的量為2.1 mol,體積分數(shù)為ω2,請回答下列問題,
(1)該反應在30℃時平衡常數(shù)K1=          ,焓變△H      0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)該反應在30℃時平衡混合氣中C的體積分數(shù)為ω1=         ;從反應開始到達到化學平衡狀態(tài)時v(A)=____________mol/(L·min)
(3)該反應在70℃時平衡常數(shù)為K2,則 K1      K2(填“>”、“=”或“<”)
(4)70℃時,若保持溫度不變,在2 L的密閉容器中加入4 molA和6 molB,當反應重新達到平衡時,C的體積分數(shù)為ω3,則ω3     ω2 (填“>”、“<”或“="”" )。
(5)可以判斷2A(g)+3B(g) 3C(g) 反應已經(jīng)達到平衡的是(  )
A.2v(B)=3v(A)                    
B.密閉容器中總壓強不變
C.密閉容器中混合氣體的密度不變    
D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
E.n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶3∶3

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:問答題

(16分)Ⅰ.硅是信息產(chǎn)業(yè)、太陽能電池光電轉化的基礎材料。鋅還原四氯化硅是一種有著良好應用前景的制備硅的方法,該制備過程示意圖如下:

(1)焦炭在過程Ⅰ中做     劑。
(2)過程Ⅱ中Cl2用電解飽和食鹽水制備,制備Cl2的化學方程式為         
(3)整過生產(chǎn)過程必須嚴格控制無水。
①SiCl4遇水劇烈水解生成SiO2和一種酸,反應方程式為                。
②干燥Cl2時從有利于充分干燥和操作安全的角度考慮,需將約90℃的潮濕氯氣先冷卻至12℃,然后再通入濃H2SO4中。冷卻的作用是                        
(4)Zn還原SiCl4的反應如下:
反應①:400℃~756℃,SiCl4(g)+2Zn(l)Si(S)+2ZnCl2(l)  △H1<0
反應②:756℃~907℃,SiCl4(g)+2Zn(l)Si(S)+2ZnCl2(g)  △H2<0
反應③:907℃~1410℃,SiCl4(g)+2Zn(g)Si(S)+2ZnCl2(g)  △H3<0
i. 反應②的平衡常數(shù)表達式為                 。
ii. 對于上述三個反應,下列說明合理的是           。
a.升高溫度會提高SiCl4的轉化率     b.還原過程需在無氧的氣氛中進行
c.增大壓強能提高反應速率          d.Na、Mg可以代替Zn還原SiCl4
(5)用硅制作太陽能電池時,為減弱光在硅表面的反射,可用化學腐蝕法在其表面形成粗糙的多孔硅層。腐蝕劑常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后轉化成H2SiF6。用化學方程式表示SiO2轉化為H2SiF6的過程                     
Ⅱ.(1)甲烷、氫氣、一氧化碳的燃燒熱分別為akJ·mol-1,bkJ·mol-1,ckJ·mol-1,工業(yè)上利用天燃氣和二氧化碳反應制備合成氣(CO、H2),其熱化學反應方程式為                      。
(2)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,三種難溶鹽的飽和溶液中,Ag+濃度大小的順序為               。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:問答題

(15分)請回答下列問題:
(1)分別用濃、稀硝酸溶解等量的兩份銅粉,消耗硝酸的物質(zhì)的量較少的是_________硝酸(填“濃”或“稀”),相應的離子方程式是_____________.
(2) 800時,在2L的恒容密閉容器中充入2molNO和1molO2發(fā)生反應,2NO(g)+O2(g)2NO2(g),經(jīng)5min達到平衡,測得c(NO)="0.5" mol/L,并放熱QkJ。5min內(nèi) v(O2)=___________。
②該條件下,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H=     
③若向平衡混合物中再充入NO、NO2各1mol,此時v    v(填“>”、“=”或“<”)。
④若向平衡混合物中僅充入lmolNO2,平衡向_______(填“正向”、“逆向”或“不”)移
動。達新平衡時,NO2的體積分數(shù)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)染料工業(yè)排放的廢水中含有大量有毒的NO2,可以在強堿性條件下加入鋁粉除去(反應過程中無氣態(tài)產(chǎn)物生成。加熱反應后的溶液有能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體逸出)。請寫出該反應的離子方程式________

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:問答題

(16分)高鐵酸鈉(Na2FeO4)具有很強的氧化性,廣泛應用于凈水、電池工業(yè)等領域。以粗FeO(含有CuO、Al2O3和SiO2等雜質(zhì))制備高鐵酸鈉的生產(chǎn)流程如下,回答下列問題:

已知:NaClO不穩(wěn)定,受熱易分解。
(1)粗FeO酸溶過程中通入水蒸氣(高溫),其目的是__________________________。
(2)操作I目的是得到高純度FeSO4溶液,則氧化I中反應的離子方程式為_________。
(3)本工藝中需要高濃度NaClO溶液,可用Cl2與NaOH溶液反應制備
①Cl2與NaOH溶液反應的離子方程式為_________________。
②在不同溫度下進行該反應,反應相同一段時間后,測得生成NaClO濃度如下:

溫度/℃
 
15
 
20
 
25
 
30
 
35
 
40
 
45
 
NaClO濃度/mol·L-1
 
4.6
 
5.2
 
5.4
 
5.5
 
4.5
 
3.5
 
2
 
請描述隨溫度變化規(guī)律________________________________________________________。
其原因為____________________________________________________________________。
(4)工業(yè)也常用電解法制備Na2FeO4,其原理為Fe+2OH-+2H2O電解FeO42-+3H2↑。請用下列材料設計電解池并在答題卡的方框內(nèi)畫出該裝置。

可選材料:鐵片、銅片、碳棒、濃NaOH溶液、濃HCl等
其陽極反應式為:________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:問答題

含硫化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途。
(1)SO2可用于工業(yè)生產(chǎn)SO3
①在一定條件下,每生成8g SO3氣體,放熱9.83kJ。該反應的熱化學方程式為________。
②在500℃,催化劑存在的條件下,向容積為1L的甲、乙兩個密閉容器中均充入 2 mol SO2和1 mol O2。甲保持壓強不變,乙保持容積不變,充分反應后均達到平衡。
I.平衡時,兩容器中SO3體積分數(shù)的關系為:甲_______乙(填“>”、“<”或“ =”)。
II.若乙在t1 min時達到平衡,此時測得容器乙中SO2的轉化率為90%,則該
反應的平衡常數(shù)為_______;保持溫度不變,t2 min時再向該容器中充入1 mol SO2和1 mol SO3,t3min時達到新平衡。請在下圖中畫出t2~t4 min內(nèi)正逆反應速率的變化曲線(曲線上必須標明V、V逆 

(2)硫酸鎂晶體(MgSO4·7H2O )在制革、醫(yī)藥等領域均有廣泛用途。4.92g硫酸鎂晶體受熱脫水過程的熱重曲線(固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如右圖所示。

①固體M的化學式為__________。
②硫酸鎂晶體受熱失去結晶水的過程分為_________個階段。
③N轉化成P時,同時生成另一種氧化物,該反應的化學方程式為_________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:問答題

硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。請回答硫酸工業(yè)中的如下問題:
(1)若從下列四個城市中選擇一處新建一座硫酸廠,你認為廠址宜選在     
區(qū)(填標號);

A.有豐富黃鐵礦資源的城市 B.風光秀麗的旅游城市
C.消耗硫酸甚多的工業(yè)城市 D.人口稠密的文化、商業(yè)中心城市
(2)CuFeS2 是黃鐵礦的另一成分,煅燒時CuFeS2轉化為CuO、Fe2O3和SO2,
該反應的化學方程式為                
(3)為提高SO3吸收率,實際生產(chǎn)中通常用         吸收SO3。
(4)已知反應2SO2+O2SO3 △H <0,現(xiàn)將0.050mol SO2和0.030mol O2
充入容積為1L的密閉容器中,反應在一定條件下達到平衡,測得反應后容器壓
強縮小到原來壓強的75%,則該條件下SO2的轉化率為________;該條件下的
平衡常數(shù)為__________。
(5)由硫酸廠沸騰爐排出的礦渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO與SO3
沸騰爐中化合而成),其中硫酸銅的質(zhì)量分數(shù)隨沸騰爐溫度不同而變化(見下表)
沸騰爐溫度/℃
600
620
640
660
爐渣中CuSO4的質(zhì)量分數(shù)/%
9.3
9.2
9.0
8.4
已知CuSO4在低于660℃時不會分解,請簡要分析上表中CuSO4的質(zhì)量分數(shù)隨
溫度升高而降低的原因                          。
(6)在硫酸工業(yè)尾氣中,SO2是主要大氣污染物,必須進行凈化處理,處理方
法可用      (填名稱)吸收,然后再用硫酸處理,重新生成SO2和一種生產(chǎn)
水泥的輔料,寫出這兩步反應的化學方程式          。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:計算題

碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣。反應為:
C(s)+ H2O(g)  CO(g) +H2(g) ΔH=" +131.3" kJ?mol-1,以上反應達到平衡后,在體積不變的條件下,以下措施有利于提高H2O的平衡轉化率的是         。(填序號)

A.升高溫度  B.增加碳的用量 C.加入催化劑 D.用CO吸收劑除去CO
(2)又知,C(s)+ CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ?mol-1
則CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的焓變△H=         
(3)CO與H2在一定條件下可反應生成甲醇,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。甲醇是一種燃料,可利用甲醇設計一個燃料電池,用稀硫酸作電解質(zhì)溶液,多孔石墨做電極,該電池負極反應式為:                         。
若用該電池提供的電能電解60mL NaCl溶液,設有0.01molCH3OH完全放電,NaCl足量,且電解產(chǎn)生的Cl2全部溢出,電解前后忽略溶液體積的變化,則電解結束后所得溶液的pH=                
(4)將一定量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2.0L的恒容密閉容器中,發(fā)生以下反應:
CO(g)+H2O(g)        CO2(g)+H2(g),得到如下數(shù)據(jù):
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol[學科
達到平衡所x需時間/min
H2O
CO
H2
CO
900
1.0
2.0
0.4
1.6
3.0
 
通過計算求出該反應的平衡常數(shù)(結果保留兩位有效數(shù)字)          
改變反應的某一條件,反應進行到tmin時,測得混合氣體中CO2的物質(zhì)的量為0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液將其完全吸收,反應的離子方程式為(用一個離子方程式表示)                     。
(5)工業(yè)生產(chǎn)是把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后獲得的較純H2用于合成氨。合成氨反應原理為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ΔH=-92.4kJ?mol-1。實驗室模擬化工生產(chǎn),分別在不同實驗條件下反應,N2濃度隨時間變化如下圖。
不同實驗條件下反應,N2濃度隨時間變化如下圖1。

圖1                                        圖2
請回答下列問題:
①與實驗Ⅰ比較,實驗Ⅱ改變的條件為                 。
②實驗Ⅲ比實驗Ⅰ的溫度要高,其它條件相同,請在上圖2中畫出實驗Ⅰ和實驗Ⅲ中NH3濃度隨時間變化的示意圖。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案