【題目】五氧化二釩常用作化學工業(yè)中的催化劑,廣泛用于冶金、化工生產(chǎn)。一種以釩渣(主要含有V2O3,還有少量FeO、Al2O3、SiO2等)為原料生產(chǎn)V2O5的工藝流程如圖:
已知:VO+H2OVO+2H+
(1)“焙燒”時,V2O3轉(zhuǎn)化為NaVO3的化學方程式是___。
(2)濾渣1為___(填化學式),“酸浸”后,調(diào)pH=7.6,除了得到沉淀Fe(OH)3、___,另一個目的是___。
(3)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3)的離子方程式是___。圖1是沉釩率隨溫度的變化曲線,溫度高于80℃,沉釩率下降,其可能原因是___。
(4)在“煅燒”過程中,固體殘留率(剩余固體質(zhì)量/原始固體質(zhì)量x100%)隨溫度變化的曲線如圖2所示。NH4VO3分解過程中,先后失去的物質(zhì)分別是___、___。(填化學式)
(5)金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,陽極的電極反應式為___。
【答案】V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2 H2SiO3 Al(OH)3 使VO+H2OVO+2H+平衡正向移動,VO更多的轉(zhuǎn)化為VO NH+VO=NH4VO3↓ 溫度高于80℃,NH水解程度增大成為主要因素,使NH濃度減小,沉釩率下降或溫度升高NH4VO3溶解度增大或溫度升高銨鹽分解 NH3 H2O VO2++H2O-e-=VO+2H+
【解析】
釩渣(主要含有V2O3,還有少量FeO、Al2O3、SiO2等)混合碳酸鈉在空氣中焙燒,V2O3轉(zhuǎn)化為NaVO3同時鐵元素被氧化、SiO2轉(zhuǎn)化為Na2SiO3;再用足量稀硫酸浸取,得到的溶液中主要含有VO、Fe3+、Al3+,濾渣1為不溶于稀硫酸的H2SiO3;之后調(diào)節(jié)溶液pH值使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀,濾渣2主要為Fe(OH)3、Al(OH)3,同時pH增大使VO+H2OVO+2H+平衡正向移動;之后加入硫酸銨得到NH4VO3沉淀,過濾煅燒沉淀得到V2O5。
(1)V2O3與碳酸鈉混合在空氣中煅燒,轉(zhuǎn)化為NaVO3的過程中V元素被氧氣氧化,根據(jù)電子守恒和元素守恒可得化學方程式為V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2;
(2)濾渣1為不溶于稀硫酸的H2SiO3;根據(jù)分析可知調(diào)pH=7.6,得到的沉淀有Fe(OH)3、Al(OH)3,pH增大使VO+2OVO+2H+平衡正向移動,VO更多的轉(zhuǎn)化為VO;
(3)沉釩過程發(fā)生復分解反應,離子方程式為NH+VO=NH4VO3↓;銨根在水溶液中會發(fā)生水解,水解為吸熱反應,溫度高于80℃,NH水解程度增大成為主要因素,使NH濃度減小,沉釩率下降;同時溫度升高NH4VO3溶解度增大;且銨鹽不穩(wěn)定,溫度升高銨鹽分解;
(4)根據(jù)銨鹽的性質(zhì),NH4VO3分解產(chǎn)生氨氣和HVO3,根據(jù)題意可知HVO3又分解產(chǎn)生V2O5;假設初始NH4VO3的質(zhì)量為117g,物質(zhì)的量為1mol,根據(jù)元素守恒可知分解過程中會產(chǎn)生1molNH3和0.5molH2O;A點減少的質(zhì)量為117g×(1-85.47%)=17g,剛好是1molNH4VO3中的NH3,所以起點到A點失去的物質(zhì)是NH3;A點到B點減少的質(zhì)量為117g×(85.47%-77.78%)=9g,剛好是0.5molH2O的質(zhì)量,所以A到B失去的是H2O;
(5)充電時陽極失電子發(fā)生氧化反應,根據(jù)電池總反應可知,陽極的電極反應式為VO2++H2O-e-=VO+2H+。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】蛇紋石礦可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2組成。由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實驗步驟如下:
(1)蛇紋石礦加鹽酸溶解后,溶液里除了Mg2+外,還含有的金屬離子是__________________。
(2)進行Ⅰ操作時,控制溶液pH=7~8(有關氫氧化物沉淀的pH見下表)。
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
開始沉淀pH | 1.5 | 3.3 | 9.4 |
Ca(OH)2不能過量,若Ca(OH)2過量可能會導致________溶解、________沉淀。
(3)從沉淀混合物A中提取紅色氧化物作顏料,先向沉淀物A中加入______________________________________________________________(填入物質(zhì)的化學式),
然后______________________________________________________________________(依次填寫實驗操作名稱)。
(4)物質(zhì)循環(huán)使用,能節(jié)約資源。上述實驗中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)是________(填寫物質(zhì)化學式)。
(5)現(xiàn)設計一個實驗,確定產(chǎn)品aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O中a、b、c的值,請完善下列實驗步驟(可用試劑:濃硫酸、堿石灰):
①樣品稱量
②高溫分解
③________________________________________________________________________
④________________________________________________________________________
⑤MgO稱量
(6)18.2 g產(chǎn)品完全分解后,產(chǎn)生6.6 g CO2和8.0 g MgO,由此可知,產(chǎn)品的化學式中:
a=________,b=________,c=________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某學習小組探究 Mg 與 NaHCO3 溶液反應的機理,做了如下探究。
實驗一:
實驗 A | 實驗 B | |
操作 | 在注射器中加入過量鎂片(擦去表面氧化膜), 吸入 15mL 飽和 NaHCO3 溶液。 | 在注射器中加入過量鎂片(擦去表面 氧化膜),吸入 15mL 蒸餾水。 |
現(xiàn)象 | 有氣體產(chǎn)生,20min 后注射器內(nèi)壁和底部產(chǎn)生 大量白色沉淀 | 緩慢產(chǎn)生氣體 |
(1)寫出 B 中生成氣體的化學方程式_____。
實驗二:
(2)實驗 A 產(chǎn)生的氣體有_____。
實驗三:分別取少量實驗 A 和 B 的上層清液于兩支試管中,各加入 2 滴 BaCl2 溶液,A 中立即產(chǎn)生白色沉淀,B 中無明顯現(xiàn)象。
(3)實驗三說明 Mg 與 NaHCO3 溶液反應產(chǎn)生了_____(填離子符號)。對 A 中白色固體的成分提出假設:
I.白色固體是 Mg(OH)2;II.白色固體是 MgCO3;III.白色固體是堿式碳酸鎂。
實驗四:
將 A 中白色沉淀過濾、洗滌后,取 0.1mol 加入 1mol/L 鹽酸 800mL 恰好完全反應,產(chǎn)生標況下的 CO2 氣體 6.72L。
(4)白色沉淀的主要成分為_____(寫化學式)。
(5)綜上所述,結(jié)合平衡移動原理解釋實驗 A 中產(chǎn)生現(xiàn)象的原因____________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一定條件下,可逆反應C(s) + CO2(g)2CO(g) △H>0,達到平衡狀態(tài),進行如下操作:
①升高反應體系的溫度; ②增加反應物C的用量;
③縮小反應體系的體積; ④減少體系中CO的量。
上述措施中一定能使反應的正反應速率顯著加快的是
A.①②③④B.①③C.①②D.①③④
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某化學小組為了證明二氧化硫和氯氣的漂白性,設計了如下圖所示的實驗裝置:
他們制備二氧化硫和氯氣所依據(jù)的原理分別是:
Na2SO3+H2SO4 = Na2SO4+H2O+SO2↑
MnO2+4HCl(濃) MnCl2+2H2O+Cl2↑
(1)用來制取氯氣的裝置是______(填字母),反應中濃鹽酸所表現(xiàn)出________________性質(zhì)。
(2)反應開始一段時間后,B、D試管中的品紅溶液均退色。停止通氣后,再給B、D兩個試管分別加熱____ (填" B”或“D")試管中無明顯現(xiàn)象。
(3)裝置C的作用是________________________;
(4)若裝置D中的品紅溶液換成紫色的石蕊溶液,則出現(xiàn)的現(xiàn)象是____________________________;
(5)該小組同學將兩種氣體混合后通入品紅溶液,一段時間后,品紅溶液幾乎不退色。查閱資料得知:兩種氣體按體積比1:1混合,再與水反應可生成兩種常見的酸,因而失去漂白作用,該反應的化學方程式是:________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】為了探究Cl2、SO2同時通入H2O中發(fā)生的反應,某校化學興趣小組同學設計了如圖所示的實驗裝置。
(1)該化學興趣小組的同學為制取Cl2、SO2氣體,現(xiàn)采用Na2SO3與70%的硫酸為原料制取SO2,采用MnO2和濃鹽酸(12 mol·L-1)為原料制取Cl2。在此實驗中,F儀器的作用是________;發(fā)生裝置B應選擇以下三種裝置中的________(填序號)。
(2)D裝置中主要反應的離子方程式為____________________________________________________。
(3)為驗證通入D裝置中的氣體是Cl2過量還是SO2過量,興趣小組的同學準備了以下試劑:
①氯化鐵溶液、诼然瘉嗚F溶液 ③硫氰化鉀溶液、芩嵝愿咤i酸鉀溶液
若Cl2過量,取適量D中溶液滴加至盛有________(填一個序號,下同)試劑的試管內(nèi),再加入________試劑。發(fā)生的現(xiàn)象是_____________________________________________。
若SO2過量,取適量D中溶液滴加至盛有________試劑的試管內(nèi),發(fā)生的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】原子序數(shù)為x的元素E在周期表中位于A、B、C、D四種元素中間(如圖所示),則A、B、C、D四種元素的原子序數(shù)之和不可能是(鑭系、錒系、0族元素除外)( )
A. 4xB. 4x+14
C. 4x+10D. 4x+6
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】以不同類別物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化為線索,認識鈉及其化合物。
下列分析不正確的是
A.反應③表明CO2具有酸性氧化物的性質(zhì)
B.反應④說明NaHCO3的穩(wěn)定性強于Na2CO3
C.反應⑤、⑥可用于潛水艇中氧氣的供給
D.上述轉(zhuǎn)化中發(fā)生的反應有分解反應、化合反應、置換反應
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