【題目】工業(yè)上用含三價釩(V2O3)為主的某石煤為原料(含有Al2O3、CaO等雜質(zhì)),鈣化法焙燒制備V2O5,其流程如下:
資料:+5價釩在溶液中的主要存在形式與溶液pH的關(guān)系:
pH | 4~6 | 6~8 | 8~10 | 10~12 |
主要離子 | VO2+ | VO3— | V2O74— | VO43— |
(1)焙燒:向石煤中加生石灰焙燒,將V2O3轉(zhuǎn)化為Ca(VO3)2的化學方程式是_________。
(2)酸浸:①Ca(VO3)2難溶于水,可溶于鹽酸。若焙砂酸浸時溶液的pH=4,Ca(VO3)2溶于鹽酸的離子方程式是________。
②酸度對釩和鋁的溶解量的影響如圖所示:酸浸時溶液的酸度控制在大約3.2%,根據(jù)下圖推測,酸浸時不選擇更高酸度的原因是________。
(3)轉(zhuǎn)沉:將浸出液中的釩轉(zhuǎn)化為NH4VO3固體,其流程如下:
①浸出液中加入石灰乳的作用是_____________。
②已知常溫下CaCO3的溶度積常數(shù)為Ksp1,Ca3(VO4)2溶度積常數(shù)為Ksp2。過濾后的(NH4)3VO4溶液中VO43—的濃度為cmol/L,該溶液中CO32—的濃度為_______mol/L
③向(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液,控制溶液的pH=7.5。當pH>8時,NH4VO3的產(chǎn)量明顯降低,原因是_______________。
(4)測定產(chǎn)品中V2O5的純度:稱取ag產(chǎn)品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液。再加入b1mLc1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液(VO2++2H++Fe2+=VO2++Fe3++H2O)最后用c2mol/LKMnO4溶液滴定過量的(NH4)2Fe(SO4)2至終點,消耗KMnO4溶液的體積為b2mL。
已知MnO4-被還原為Mn2+,假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)。則產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量分數(shù)是_____。(V2O5的摩爾質(zhì)量:182g/mol)
【答案】CaO+O2+V2O3Ca(VO3)2 Ca(VO3)2+4H+=2+Ca2++2H2O 酸度大于3.2%時,釩的溶解量增大不明顯,而鋁的溶解量增大程度更大 調(diào)節(jié)溶液的pH,并提供Ca2+,形成Ca3(VO4)2沉淀 當pH>8時,釩的主要存在形式不是
【解析】
焙燒過程將V2O3轉(zhuǎn)化為Ca(VO3)2,用鹽酸酸浸,浸出液中含有VO2+、Al3+、Ca2+、Cl-、H+,加入石灰乳調(diào)節(jié)pH得到Ca3(VO4)2沉淀,由表中數(shù)據(jù),可知應(yīng)控制pH范圍為10~12,由Ca(VO3)2 Ca3(VO4)2,可知氫氧化鈣還提供Ca2+。過濾分離,Ca3(VO4)2與碳酸銨反應(yīng)轉(zhuǎn)化為更難溶的CaCO3沉淀,c(Ca2+)降低,使釩從沉淀中轉(zhuǎn)移到溶液中形成(NH4)3VO4溶液,溶液中加入NH4Cl,調(diào)節(jié)溶液pH,同時溶液中NH4+增大,有利于析出(NH4)3VO3;據(jù)此分析解答。
(1)焙燒過程將V2O3轉(zhuǎn)化為Ca(VO3)2,CaO參與反應(yīng),V元素化合價升高,需要氧氣參加反應(yīng),反應(yīng)方程式為:CaO+O2+V2O3Ca(VO3)2,故答案為:CaO+O2+V2O3Ca(VO3)2;
(2)①Ca(VO3)2難溶于水,可溶于鹽酸,若焙砂酸浸時溶液的pH=4,由表中數(shù)據(jù)可知,Ca(VO3)2溶于鹽酸轉(zhuǎn)化為VO2+,反應(yīng)離子方程式為:Ca(VO3)2+4H+═2VO2++Ca2++2H2O,故答案為:Ca(VO3)2+4H+=2+Ca2++2H2O;
②根據(jù)如圖推測,酸浸時不選擇更高酸度的原因是:酸度大于3.2%時,釩的溶解量增大不明顯,而鋁的溶解量增大程度更大;故答案為:酸度大于3.2%時,釩的溶解量增大不明顯,而鋁的溶解量增大程度更大;
(3)焙燒過程將V2O3轉(zhuǎn)化為Ca(VO3)2,用鹽酸酸浸,浸出液中含有VO2+、Al3+、Ca2+、Cl-、H+,加入石灰乳調(diào)節(jié)pH得到Ca3(VO4)2沉淀,由表中數(shù)據(jù),可知應(yīng)控制pH范圍為10~12,由Ca(VO3)2 Ca3(VO4)2,可知氫氧化鈣還提供Ca2+。過濾分離,Ca3(VO4)2與碳酸銨反應(yīng)轉(zhuǎn)化為更難溶的CaO3沉淀,c(Ca2+)降低,使釩從沉淀中轉(zhuǎn)移到溶液中形成(NH4)3VO4溶液,溶液中加入NH4Cl,調(diào)節(jié)溶液pH,同時溶液中NH4+增大,有利于析出(NH4)3VO3;
①浸出液中加入石灰乳的作用是:調(diào)節(jié)溶液的pH,并提供Ca2+,形成Ca3(VO4)2沉淀;故答案為:調(diào)節(jié)溶液的pH,并提供Ca2+,形成Ca3(VO4)2沉淀;
②根據(jù)Ksp的表達式計算得:,故答案為:;
③當pH>8時,釩的主要存在形式不是VO3-,NH4VO3的產(chǎn)量明顯降低,故答案為:當pH>8時,釩的主要存在形式不是;
(4)加入高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng):5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,反應(yīng)消耗KMnO4為:b2×10-3L×c2molL-1=b2c2×10-3mol,剩余的Fe2+物質(zhì)的量為:5b2c2×10-3mol,與VO2+反應(yīng)Fe2+物質(zhì)的量為:b1×10-3L×c1molL-1-5 b2c2×10-3mol=(b1c1-5b2c2)×10-3mol,由關(guān)系式:V2O5~2NH4VO3~2VO2+~2Fe2+,可知n(V2O5)=(b1c1-5b2c2)×10-3mol,故產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量分數(shù)為:=,故答案為:。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】室溫時,配制一組c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.10mol·L-1的H2A和NaOH的混合溶液,溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度隨pH的變化曲線如圖所示。下列說法中正確的是( )
A.在c(Na+)=0.10mol·L-1的溶液中:c(A2-)-c(H+)=c(H2A)-c(OH-)
B.pH=4的溶液中:c(HA-)=c(H2A)+c(A2-)
C.pH=7的溶液中:c(Na+)=c(A2-)+c(HA-)
D.Ka1(H2A)的數(shù)量級為10-5
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鉬及其合金在冶金、電器等方面有廣泛應(yīng)用。在1L恒容密閉容器中充入足量的Na2CO3、MoS2和H2,發(fā)生反應(yīng):MoS2(s)+2Na2CO3(s)+4H2(g)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) △H,測得在不同溫度下H2的物質(zhì)的量與時間關(guān)系數(shù)據(jù)如表所示:下列說法錯誤的是( )
min mol K | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
T1 | 2 | 1.6 | 1.3 | 1.0 | 1.0 |
T2 | 2 | 1.2 | 1.0 | n | 0.6 |
A.T2>T1,△H<0
B.表格中n=0.6
C.T2K下20min時,v正>v逆
D.T1K下平衡常數(shù)K=0.25(molL-1)2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫下,向100 mL 0.01 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.02 mol·L-1 MOH溶液,圖中所示曲線表示混合溶液的pH變化情況(稀溶液混合時體積可直接相加)。下列判斷錯誤的是
A. 由圖中信息可知,HA一定是強酸
B. 當V(MOH)=50.00 mL時,混合溶液中c(M+)+c(MOH)=0.01 mol·L-1
C. N點對應(yīng)的溶液中c(M+)=c(A-)
D. K點所對應(yīng)的溶液中離子濃度大小關(guān)系為:c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某工廠的固體廢渣中主要含Cu和CuO,還含有少量Cu2O和SiO2等。利用該固體廢渣制取Cu (NO3)2的部分工藝流程如圖所示:
(1)Cu與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為 。
(2)酸溶時,反應(yīng)溫度不宜超過70℃,其主要原因是 ,若保持反應(yīng)溫度為70℃,欲加快反應(yīng)速率可采取的措施為 (寫2種)。
(3)過濾后所得廢渣的主要成分的化學式為 。
(4)由Cu(NO3)2溶液制Cu(NO3)2晶體的操作方法是:蒸發(fā)濃縮、 、過濾、冰水洗滌、低溫烘干。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是
A.已知KCl與MgO的晶體結(jié)構(gòu)跟NaCl的晶體結(jié)構(gòu)相似,則晶體的熔點:MgO>KCl>NaCl
B.向滴有酚酞的碳酸鈉溶液中加入BaCl2溶液,溶液褪色
C.分散系中分散質(zhì)粒子的直徑:Fe(OH)3膠體>Fe(OH)3懸濁液>FeCl3溶液
D.Na2O、MgO、Al2O3均屬于堿性氧化物
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D四種短周期元素的原子序數(shù)依次增大,A 的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代,B的氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性;C為金屬元素且有兩種常見含氧化合物(都含兩種元素);若往D單質(zhì)的水溶液中滴加少量紫色石蕊試液,可觀察到先變紅后褪色。下列說法中正確的是
A. C的兩種含氧化合物中陰陽離子個數(shù)比都為1:2
B. 最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性B>D
C. B的氫化物的沸點一定高于A的氫化物
D. 原子半徑D>A>B>C
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.60g二氧化硅晶體中含有2NA個硅氧鍵B.1molD2O中含有10NA個質(zhì)子
C.12g金剛石中含有NA個碳碳鍵D.1mol石墨晶體中含有2NA個碳碳鍵
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】運送“神舟”五號飛船的火箭燃料除液態(tài)雙氧水外,還有另一種液態(tài)氮氫化合物。已知該化合物中氫元素的質(zhì)量分數(shù)為12.5%,相對分子質(zhì)量為32,結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)該分子結(jié)構(gòu)中只有單鍵。
(1)該氮氫化合物的電子式為_________。
(2)該物質(zhì)與液態(tài)雙氧水反應(yīng)能產(chǎn)生兩種無毒又不污染環(huán)境的物質(zhì),寫出該反應(yīng)的化學方程式_______________________。
(3)NH3分子中的N原子有一對孤對電子能發(fā)生反應(yīng):NH3+HCl=NH4Cl。試寫出上述氮氫化合物通入足量鹽酸時,發(fā)生反應(yīng)的方程式。
_________________________________________。
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