【題目】V2O5(五氧化二釩)可作化學工業(yè)中的催化劑,廣泛用于冶金、化工等行業(yè)。工業(yè)上利用冶煉鋁生成的固體廢料一一赤泥(主要成分為Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金屬氧化物)提取V2O5其工藝流程圖如圖:
已知:①NH4VO3是白色粉末,微溶于冷水,可溶于熱水。
②NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O
③V2O5是一種橙黃色片狀晶體,微溶于水,不溶于乙醇,具有強氧化性。
④部分稀土金屬氯化物在乙醇中溶解度較小。
(1)“堿浸”時對赤泥進行粉碎的目的是___。寫出濾液1中通入足量CO2時所發(fā)生主要反應的離子方程式:___。
(2)將磁性產(chǎn)品加入稀硝酸溶解,取上層清液再加入KSCN溶液后未見紅色,寫出該磁性產(chǎn)品與稀硝酸反應的離子方程式:___。
(3)“洗滌”操作時可選用的洗滌劑有___。(填字母)
A.冷水 B.熱水C.1%NH4Cl溶液 D.乙醇
(4)需在流動空氣中灼燒的原因可能是___。
(5)將0.253g產(chǎn)品溶于強堿溶液中,加熱煮沸,調(diào)節(jié)pH為8~8.5,向反應后的溶液中加入硫酸酸化的KI溶液(過量),溶液中的還原產(chǎn)物為V3+離子,滴加指示劑,用0.250molL-1Na2S2O3溶液滴定,達到終點時消耗Na2S2O3標準溶液20.00mL,則該產(chǎn)品的純度為___。
(已知:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(6)水系鋅離子電池是一種新型二次電池,以Zn(CF3SO3)2(三氟甲磺酸鋅)為電解質(zhì),工作原理如圖。放電時V2O5電極上的電極反應式為___。
【答案】加快堿浸速率并使氧化鋁充分溶解 AlO+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO 3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O AC 把生成的NH3及時帶走,防止V2O5與NH3發(fā)生氧化還原反應,影響純度與產(chǎn)率 89.9% V2O5+xZn2++2xe-=ZnxV2O5
【解析】
赤泥進行堿浸,氧化鋁溶解形成偏鋁酸鹽,再通入二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀。濾渣1系列操作得到V2O5,可知濾渣1中含有Fe2O3、V2O5及少量稀土金屬氧化物,進行還原、磁選,磁性產(chǎn)品中含有Fe等,非磁性產(chǎn)品含有V元素,在空氣中焙燒后用鹽酸溶解,釩在溶液中主要以VO2+和VO3-的形式存在,再加入氯化銨轉(zhuǎn)化為NH4VO3,焙燒得到V2O5,由溶液中存在平衡VO2++H2OVO3-+2H+,鹽酸過量會抑制生成NH4VO3,鹽酸溶解時不易過量。
(1)赤泥進行堿浸,氧化鋁溶解形成偏鋁酸鹽,再通入二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀。“堿浸”時對赤泥進行粉碎的目的是:加快堿浸速率并使氧化鋁充分溶解。濾液1中通入足量CO2時所發(fā)生主要反應的離子方程式:AlO+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO。故答案為:加快堿浸速率并使氧化鋁充分溶解;AlO+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO;
(2)將磁性產(chǎn)品加入稀硝酸溶解,取上層清液再加入KSCN溶液后未見紅色,說明生成的是亞鐵離子,該磁性產(chǎn)品與稀硝酸反應的離子方程式:3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O。故答案為:3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O;
(3)NH4VO3是白色粉末,微溶于冷水,可溶于熱水,NH4VO3在NH4Cl溶液中溶解度較小,“洗滌”操作時可選用的洗滌劑有冷水或1%NH4Cl溶液,雖然NH4VO3不溶于乙醇,但NH4VO3表面雜質(zhì),如NH4Cl不溶于乙醇,使用乙醇不能洗去沉淀表面的雜質(zhì),不選用乙醇。故答案為:AC;
(4)根據(jù)信息,NH4VO4灼燒生成V2O5,因為V2O5具有強氧化性,能與具有還原性NH3發(fā)生反應,從而影響產(chǎn)物的純度及產(chǎn)率。需在流動空氣中灼燒的原因可能是把生成的NH3及時帶走,防止V2O5與NH3發(fā)生氧化還原反應,影響純度與產(chǎn)率。故答案為:把生成的NH3及時帶走,防止V2O5與NH3發(fā)生氧化還原反應,影響純度與產(chǎn)率;
(5)根據(jù)I2和Na2S2O3發(fā)生反應的方程式I2+2Na2S2O3═Na2S4O6+2NaI可知,消耗n(I2)= n(Na2S2O3)=×20.00×10-3L×0.250mol·L-1=2.5×10-3mol,根據(jù)得失電子數(shù)目守恒,n(V2O5)×2×2=n(I2)×2,解得:n(V2O5)=1.25×10-3mol,則m(V2O5)=1.25×10-3×182g=0.2275g,則該產(chǎn)品的純度為:×100%=89.9%;
故答案為:89.9%;
(6)放電時,鋅作負極,失電子,V2O5在正極上得電子,發(fā)生還原反應,生成ZnxV2O5,放電時V2O5電極上的電極反應式為V2O5+xZn2++2xe-=ZnxV2O5。
故答案為:V2O5+xZn2++2xe-=ZnxV2O5。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】2020年5月5日晚18時00分,我國載人空間站貨物返回艙試驗艙在我國文昌航天發(fā)射場點火升空, 5月8日飛船試驗船返回艙在東風著陸場預定區(qū)域成功著陸,試驗取得圓滿成功。金屬鈹(Be)是火箭、航空、宇宙航行的重要材料,工業(yè)上以含鈹廢渣(主要成分是Be和MgF2)為原料制備金屬鈹?shù)墓に嚵鞒倘鐖D:
已知:MgF2和CaF2難溶于水;卮鹣铝袉栴}:
(1)提高浸出速率的方法有________、_______(任寫兩項);已知濾液Ⅰ中鈹元素的存在形式為H2BeF4,寫出“浸出”過程中發(fā)生反應的化學方程式:____________。
(2)過濾所得濾渣I的主要成分為________(填化學式)。
(3)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是____________________;濾渣Ⅱ與濃硫酸發(fā)生反應的化學方程式為__________________________________________________;已知(NH4)2BeF4易溶于水,且其在水中的溶解度隨溫度的升高而大幅度增大,從NH4F與濾液Ⅱ發(fā)生反應后所得溶液中獲得(NH4)2BeF4晶體的“一系列操作”具體是指____________________ 過濾、洗滌、干燥。
(4) “分解”過程中產(chǎn)生的BeF2在熔融狀態(tài)下不能導電,其電子式為_____________;“還原”過程可以用金屬鎂制備金屬鈹?shù)脑蚴?/span>__________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】三支體積相等的試管分別充滿相同狀態(tài)下氣體:①氨氣;②體積比為4:l的NO2和O2氣體;③NO2氣體;將他們分別倒立于盛有足量水的水槽中,液面恒定后(假設試管內(nèi)液體不擴散),則下列結(jié)論正確的是( )
A.①和③試管內(nèi)溶液體積不等,溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度也不相等
B.因為它們都可溶于水,所以液面都上升到試管頂部
C.三支試管中,試管②中溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度最小
D.試管②和試管③中溶液的溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度一定相等
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】將7.68g銅與50mL一定濃度的硝酸恰好完全反應,收集到標準狀況下4.48L氣體。
請回答:
(1)NO的體積為__L,NO2的體積為__L;
(2)被還原的硝酸的物質(zhì)的量是__mol;
(3)硝酸的物質(zhì)的量濃度是__mol·L-1。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL,平均分成兩份。向其中一份中逐漸加入銅粉,最多能溶19.2 g(已知硝酸只被還原為NO氣體)。向另一份中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生氣體的量隨鐵粉質(zhì)量增加的變化如下圖所示。下列分析或結(jié)果不正確的是( )
A.圖中,AB段的反應為Fe+2Fe3+=3Fe2+,溶液中溶質(zhì)最終為硫酸亞鐵
B.原溶液中硫酸濃度為2.5 mol·L-1
C.原混合溶液中硝酸根離子的物質(zhì)的量為0.2 mol
D.圖中,OA段產(chǎn)生的氣體是一氧化氮,BC段產(chǎn)生的氣體是氫氣
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】化合物C可用于制造高性能的現(xiàn)代通訊材料——光導纖維,C與燒堿反應生成化合物D。
(1)易與C發(fā)生化學反應的酸是________,反應的化學方程式是____________________。
(2)將C與純堿混合高溫熔融時發(fā)生化學反應生成D,同時還生成能使澄清石灰水變渾濁的氧化物E;將少量的E 通入D的水溶液中,生成化合物F。
①分別寫出生成D和F的化學方程式:______________________________________
②要將純堿高溫熔化,下列坩堝中不可選用的是_______________________________。
A.普通玻璃坩堝
B.石英玻璃坩堝
C.鐵坩堝
(3)100 g C與石灰石的混合物充分反應后,生成的氣體在標準狀況下的體積為11.2 L,100 g混合物中石灰石的質(zhì)量分數(shù)是________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】目前很多工廠實現(xiàn)了煙氣的脫硫脫硝和氨氮廢水的無害化處理,回答下列問題:
(1)某小組同學在實驗室里嘗試模擬工廠處理氨氮廢水(主要含NH)的不同方法,過程如下:①甲同學采用Ca(ClO)2作為氧化劑。將廢水中的NH轉(zhuǎn)化為無毒氣體。他在實驗中發(fā)現(xiàn)其他條件相同時,Ca(ClO)2的濃度越大堿性越強,處理后的廢水中亞硝酸鹽(NO)的濃度也隨之變大,寫出該反應的離子方程式:___。
②乙同學在實驗室模擬工業(yè)上的“吹脫法”測定廢水的含氮量,設計了以下實驗:精確稱取wg廢水樣品,注入如所圖示的儀器中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸氣。將樣品液中的氨全部蒸出,用V1mLc1mol·L-1鹽酸標準溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶,用c2molL-1NaOH標準溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗V2mLNaOH溶液。
NH4Cl的電子式為___。盛放樣品液的儀器是___(填名稱);圓底燒瓶中長玻璃導管的作用是___;冰鹽水的作用是___。
(2)某工廠利用NaClO2/(NH4)2CO3溶液脫除煙氣中的SO2和NO。①保持溶液中NaClO2的濃度不變,研究(NH4)2CO3的濃度對NO和SO2脫除效率的影響[已知:(NH4)2CO3溶液顯堿性;NaClO2的氧化性隨pH增加而下降,酸性條件下會生成ClO2]。實驗結(jié)果如圖所示,隨著(NH4)2CO3溶液濃度的增大造成NO脫除效率下降的主要原因是___。
②NO脫除效率總是小于SO2脫除效率的主要原因是___。(寫出一點)
(3)某工廠采用微生物硝化法處理氨氮廢水,過程如圖:
下列有關說法正確的是___(填標號)。
①微生物硝化法處理廢水后會導致水體的pH升高
②若微生物保持活性的pH范圍為7~9,則適宜用來調(diào)節(jié)水體pH的是CO2
③不能采用電解法在陰極將NH直接轉(zhuǎn)化為NO
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一定條件下,向一密閉容器中充入一定量的NH3,反應2NH3(g) N2(g)+3H2(g)達到平衡時N2的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系如圖所示。下列說法正確的是
A. 壓強:p1>p2
B. b、c兩點對應的平衡常數(shù):Kc>Kb
C. a點:2v(NH3)正=3v(H2)逆
D. a點:NH3的轉(zhuǎn)化率為1/3
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一種利用H2C2O4(草酸)作助溶劑,酸浸提取硫酸燒渣(主要含Fe2O3、FeO、SiO2等)制備鐵紅并回收副產(chǎn)物硫酸銨的工藝流程如圖:
已知:H2C2O4可沉淀Ca2+、Fe2+等金屬離子,可與Fe3+生成[Fe(C2O4)3]3-,在硫酸作用下可熱分解生成CO和CO2。
(1)用50%的硫酸“酸浸”時,反應液的溫度、H2C2O4的加入量對鐵浸取率的影響分別如圖1、圖2所示:
①“硫酸燒渣”中Fe2O3與H2SO4反應的化學方程式為___。
②圖1中,反應液的溫度高于95℃時,鐵浸取率開始降低,其原因是___。
③圖2中,H2C2O4加入量在5~20%時,鐵浸取率隨加入量的增大而增大,其原因是__;H2C2O4加入量超過20%時,鐵浸取率反而開始降低,其原因是___。
(2)“沉鐵”時發(fā)生的主要反應的離子方程式為____。
(3)由“過濾1”的濾渣制備鐵紅的“操作X”為___。
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