【題目】工業(yè)上設(shè)計(jì)將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程如下:

請回答下列問題:

1)步驟所得廢渣的成分是____________寫化學(xué)式),操作I的名稱______

2)步驟、的變化過程可簡化為(下式R表示VO2+,HA表示有機(jī)萃取劑):

R2(SO4)n(水層)+ 2nHA(有機(jī)層)2RAn(有機(jī)層) + nH2SO4 (水層)

中萃取時必須加入適量堿,其原因是____________________________。

X試劑為___________________。

3的離子方程式為________________________

425℃時,取樣進(jìn)行試驗(yàn)分析,得到釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系如下表:

pH

13

14

15

16

17

18

19

20

21

釩沉淀率%

881

948

965

980

988

988

964

931

893

結(jié)合上表,在實(shí)際生產(chǎn)中,中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液的最佳pH__________

若釩沉淀率為931%時不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,則溶液中c(Fe3+)<_____________。

(已知:25℃時,Ksp[Fe(OH)3]=26×10-39)

5)該工藝流程中,可以循環(huán)利用的物質(zhì)有_____________________。

【答案】SiO2 過濾 加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率[或類似表述,如提高RAn(有機(jī)層)的濃度、百分含量等] H2SO4 NH3·H2O+VO3 =NH4VO3↓+OH 1.71.8(或1.7、1.8其中一個) 2.6×10-3mol·L-1 氨氣(或氨水) 有機(jī)萃取劑

【解析】

VOSO4中的K2SO4SiO2雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程,水溶過濾得到含VO2+、SO42-K+的溶液,加入有機(jī)萃取劑分液得到含VO2+的有機(jī)層,再經(jīng)過反萃取得到水層,加入KClO3氧化VO2+VO3-,加入氨水調(diào)節(jié)溶液PH形成NH4VO3沉淀,灼燒得到V2O5,以此分析解答;

1)含有K2SO4、SiO2雜質(zhì)VOSO4水溶后,二氧化硅不溶于水,過濾得到濾渣為二氧化硅;

2)③中反萃取時加入的X試劑是抑制平衡正向進(jìn)行;

3)依據(jù)氨水與VO3-反應(yīng)配平得到離子方程式;

4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,⑤中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液pH最佳值為1.8,此時鋇沉淀率達(dá)到最大,需要氨水量較;依據(jù)沉淀溶度積計(jì)算分析;

5)分析流程圖,物質(zhì)參加反應(yīng),反應(yīng)過程中又生成可以循環(huán)利用.

1)對比操作I前后的物質(zhì),可以判斷VOSO4K2SO4是易溶易電離的鹽,而二氧化硅是難溶于水的酸性氧化物,因此濾渣的主要成分是SiO2;操作I的目的是從混合物中分離濾渣和溶液,說明I是過濾;

2)加入堿,堿能中和硫酸,減小硫酸濃度,使R2(SO4)n(水層)+ 2nHA(有機(jī)層)2RAn(有機(jī)層)+ nH2SO4 (水層)的平衡向正反應(yīng)方向移動,提高釩的萃取率[或類似表述,如提高RAn(有機(jī)層)的濃度、百分含量、充分溶解等];加入X試劑的目的是得到有機(jī)萃取劑HA,因此需要使R2(SO4)n(水層)+ 2nHA(有機(jī)層)2RAn(有機(jī)層)+ nH2SO4 (水層)的平衡向逆反應(yīng)方向移動,且不能引入新的雜質(zhì),因此X為硫酸;

3)加入氨水提高溶液的pH1.71.8之間時,首先氨水與酸中和生成銨根離子,接著銨根離子與釩酸根離子結(jié)合生成釩酸銨沉淀,即NH3·H2O+H+ = NH4++H2O,NH4++VO3 =NH4VO3NH3·H2O+VO3 =NH4VO3↓+OHNH3·H2O+VO3+H+ =NH4VO3↓+ H2O;

4)讀表,pH1.71.8之間時,釩沉淀率最高,達(dá)到98.8%;根據(jù)釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系,若釩沉淀率為93.1%,則溶液pH=2.0,則c(H+)=10-2mol/L,由于常溫下水的離子積為1.0×10-14,c(OH)==10-12mol/L,若不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,則Qc<Ksp,則c(Fe3+)c3(OH)< 2.6×1039,則c(Fe3+)< 2.6×103mol/L;

5)圖中萃取步驟消耗有機(jī)萃取劑,反萃取步驟生成有機(jī)萃取劑,因此有機(jī)萃取劑HA可以循環(huán)利用;圖中調(diào)pH需要消耗氨水,焙燒時生成氨氣,為了防止污染環(huán)境,氨氣回收變?yōu)榘彼,因此氨氣或氨水可以循環(huán)利用。

練習(xí)冊系列答案
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B.時,中含有的數(shù)目為

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A.M點(diǎn)→N點(diǎn),水的電離程度逐漸增大

B.25℃時,CH3COOH 的電離常數(shù)約為1.0×10-2

C.N點(diǎn)溶液中,c(CH3COO-)>c(NH4+)

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【題目】下列離子方程式書寫正確的是(

A.以石墨作電極電解AlCl3溶液:2Cl-+2H2O2OH-+H2+Cl2

B.Fe(OH)3與過量的HI溶液:Fe(OH)33H=Fe3+3H2O

C.NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液:2MnO4-+5NO2-+6H=2Mn2++5NO3-+3H2O

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A.圖像中e點(diǎn)處溶液c(Mn2+)≈5.0×10-6

B.常溫下,加水稀釋X溶液可使d點(diǎn)轉(zhuǎn)移到f點(diǎn)

C.其他條件不變,加熱含Y固體的Y溶液可使e點(diǎn)升到f點(diǎn)

D.MnSMnCO3飽和溶液中加少量MnCl2,增大

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化學(xué)式

AgCl

AgSCN

Ag2CrO4

顏色

淺黃

Ksp

1.8×1010

1.0×1012

2.0×1012

AgCl、AgSCN、Ag2CrO4的飽和溶液中,陽離子和陰離子的濃度關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

A.圖中x代表AgCl曲線,z代表AgSCN曲線

B.298K時,在ClCrO42的物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L的溶液中,滴入少量0.1mol/LAgNO3溶液,首先產(chǎn)生的是紅色沉淀

C.298K時若增大p點(diǎn)的陰離子濃度,則y上的點(diǎn)沿曲線向上移動

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B.該溫度下AgSCN的溶度積常數(shù)Ksp=1.0×10-12

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