【題目】工業(yè)上以釩爐渣(主要含V2O3,還有少量SiO2、P2O5等雜質(zhì))為原料可以制備氧釩堿式碳酸銨晶體[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O],其生產(chǎn)工藝流程如下。

(1)焙燒過程中V2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。

(2)濾渣的主要成分是________________(寫化學(xué)式)。

(3)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3),若濾液中c(VO3-)=0.1mol·L-1,為使釩元素的沉降率達(dá)到98%,至少應(yīng)調(diào)節(jié)c(NH4+)為____mol·L-1。[已知Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]

(4)“還原”V2O5過程中,生成VOC12和一種無色無污染的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。用濃鹽酸與V2O5反應(yīng)也可以制得VOC12,該方法的缺點(diǎn)是____________________________。

(5)稱量a g產(chǎn)品于錐形瓶中,用20mL蒸餾水與30mL稀硫酸溶解后,加入0.02mol·L-1KMnO4溶液至稍過量,充分反應(yīng)后繼續(xù)滴加1%的NaNO2溶液至稍過量,再用尿素除去過量NaNO2,最后用c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為b mL。(已知滴定反應(yīng)為VO2++Fe2++2H+==VO2++Fe3++H2O)

①KMnO4溶液的作用是______________

②粗產(chǎn)品中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為________(以VO2計)。

③若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),會使測定結(jié)果_____(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

【答案】V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2 Mg3(PO4)2、MgSiO3 0.8 N2H42HCl+2V2O3+6HCl=4VOCl2+N2+6H2O 有氯氣生成,污染空氣 VO2+氧化為VO2+ 偏高

【解析】

釩爐渣(主要含V2O3,還有少量SiO2、P2O5等雜質(zhì)),加入碳酸鈉通入空氣焙燒,產(chǎn)物加水溶解,向溶液中加入硫酸鎂除去硅磷過濾,濾渣的主要成分為Mg3PO42、MgSiO3.濾液中加入氯化銨沉釩生成NH4VO3,其受熱分解生成V2O5,再用鹽酸酸化的N2H42HCl還原V2O5生成VOCl2,最后再向反應(yīng)后溶液中加入NH4HCO3,即可得到產(chǎn)品氧釩堿式碳酸銨晶體[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O];

5)①測定氧釩堿式碳酸銨晶體粗產(chǎn)品中釩的含量的原理為:氧釩堿式碳酸銨晶體溶解后,加0.02mol/LKMnO4溶液至稍過量,氧化其中+4價釩為VO2+,再加入NaNO2溶液除去過量的KMnO4,防止后續(xù)對標(biāo)準(zhǔn)液的消耗干擾試驗(yàn),最后用(NH42FeSO42標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定VO2+

②根據(jù)釩元素的質(zhì)量守恒,根據(jù)滴定反應(yīng)為:VO2-+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O,則釩元素的物質(zhì)的量n=n((NH42FeSO42=cmol/L×b×10-3L=cb×10-3mol,據(jù)此計算;

③若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),則還原能力降低,滴定時消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高,由此判斷誤差;

(1)將釩爐渣和碳酸鈉在空氣流中焙燒將V2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3,同時得到二氧化碳,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為V2O3+Na2CO3+O22NaVO3+CO2;

(2)焙燒時SiO2P2O5分別與碳酸鈉生成可溶于水的Na2SiO3Na3PO4,除硅、磷時加入硫酸鎂溶液生成Mg3PO42、MgSiO3沉淀,則過濾時得到的濾渣的主要成分為Mg3(PO4)2、MgSiO3;

(3)已知Ksp(NH4VO3)=c(NH4+)c(VO3-)=1.6×10-3, 若濾液中c(VO3-)=0.1mol·L-1,為使釩元素的沉降率達(dá)到98%,則溶液中剩余c(VO3-)=0.1mol·L-1×2%=0.002 mol·L-1,此時c(NH4+)=mol·L-1=0.8mol·L-1;

(4)用鹽酸酸化的N2H42HCl還原V2O5生成VOCl2和一種無色無污染的氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,此氣體應(yīng)為N2,則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2H42HCl+2V2O3+6HCl=4VOCl2+N2↑+6H2O;若改用濃鹽酸與V2O5反應(yīng)也可以制得VOC12,但同時得到的氧化產(chǎn)物為Cl2,此氣體有毒,會污染環(huán)境;

(5)①根據(jù)分析,KMnO4溶液的作用是將+4價的釩氧化為VO2+;

②根據(jù)釩元素的質(zhì)量守恒,根據(jù)滴定反應(yīng)為:VO2-+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O,則釩元素的物質(zhì)的量n=n[(NH42FeSO42]=cmol/L×b×10-3L=cb×10-3mol,粗產(chǎn)品中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為=;

③若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),則還原能力降低,滴定時消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏高,根據(jù)滴定反應(yīng)為:VO2-+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O,可知會使測定結(jié)果偏高。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖是一套檢驗(yàn)氣體性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)裝置。請回答下列問題。

A

B

C

D

X

氯氣

二氧化硫

二氧化碳

氯化氫

Y

Na2SO3溶液

飽和NaHCO3溶液

Na2SO3溶液

飽和NaHSO3溶液

(1)向裝置中緩緩?fù)ㄈ肷倭繗怏wX,若關(guān)閉活塞K,則品紅溶液褪色。據(jù)此判斷氣體和洗氣瓶內(nèi)的溶液Y可能的組合是_________(填表中序號,下同)。

(2)若打開活塞K,品紅溶液褪色,同時澄清石灰水變渾濁,則氣體X和洗氣瓶內(nèi)液體Y可能的組合是______

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某興趣小組設(shè)計如下圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1)為了實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的目標(biāo),能否用上圖A2代替A1裝置______(填“能”或“否”)。

(2)B、C、D分別用于檢驗(yàn)SO2的漂白性、還原性和氧化性,則B中所盛試劑為____________

C中反應(yīng)的離子方程式為__________________________,D中反應(yīng)的化學(xué)方程為___________________

(3)氨水吸收過量SO2的反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】X、Y、Z、WM五種短周期元素,它們滿足如下關(guān)系:原子序數(shù)依次增大;②ZX4++WX-=ZX3+X2W,且反應(yīng)物和產(chǎn)物中各微粒的電子總數(shù)與M+相等,均為10個;③Z2YW分子中質(zhì)子數(shù)相等;卮鹣铝袉栴}:

1YW2的電子式:______________;實(shí)驗(yàn)室中MWX溶液的保存方法是:________

2)由X、Y、ZW四種元素共同組成的離子化合物A,其原子個數(shù)比為5113,則A的水溶液與足量的MWX溶液反應(yīng)的離子方程式為:_________________________

3M2W2投入足量Na2S溶液中,生成淺黃色沉淀的離子方程式為:_______________

4)與M同族的元素BB2Wn 克投入到足量的X2W中完全反應(yīng),生成物蒸干后得1.25n 克化合物BWX,B________(填元素名稱)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】研究CO2的綜合利用對促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。

(1)工業(yè)上以CO2、NH3為原料生產(chǎn)尿素[CO(NH2)2],反應(yīng)實(shí)際為兩步進(jìn)行:

I2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s) H1=-272kJ·mol-1

IIH2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2=+138kJ·mol-1

已知:H2O(l)==H2O(g) H3=+44kJ·mol-1

①請寫出以NH3、CO2為原料,合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式______________

T1℃時,在1L的密閉容器中充入CO2NH3模擬工業(yè)生產(chǎn),n(NH3)/n(CO2)=x,如圖是CO2平衡轉(zhuǎn)化率()x的關(guān)系。求圖中A點(diǎn)NH3的平衡轉(zhuǎn)化率=________%。

③當(dāng)x=1.0時,若起始的壓強(qiáng)為p0kPa,水為液態(tài),平衡時壓強(qiáng)變?yōu)槠鹗嫉?/span>1/2。則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______(kPa)-3(KP為以分壓表示的平衡常數(shù))。

(2)CO2H2合成甲醇:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=49.0kJ·mol-1。在T℃時,甲、乙、丙三個2L的恒容密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測得平衡時有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

①甲容器10s達(dá)到平衡時測得x=39.2,則甲中CO2的平均反應(yīng)速率____________。

②下列說法正確的是________(填字母編號)。

A2c1<c3 Bz<2y Cp3>2p2 Dα13>1

(3)NaOH溶液做碳捕捉劑可獲得化工產(chǎn)品Na2CO3。常溫下若某次捕捉后得到pH=10的溶液,則溶液中c(CO32-)c(HCO3-)=_____[K1(H2CO3)=4.4×10-7K2(H2CO3)=5×10-11],溶液中c(Na+)_____c(HCO3-)+2c(CO32-)(“>”“=””)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以電解食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)稱為氯堿工業(yè),它是目前化學(xué)工業(yè)的重要支柱之一。

1)若電解食鹽水時消耗NaCl的質(zhì)量為234 g,則在理論上最多可得氯氣的體積為________(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

2)若將2 mol的氯氣通入足量石灰乳中,理論上可得到次氯酸鈣________克。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氮及其化合物的轉(zhuǎn)化過程如圖所示,下列分析合理的是

A. 催化劑a表面發(fā)生了極性共價鍵的斷裂和形成

B. 在催化劑b表面形成氮氧鍵時,不涉及電子轉(zhuǎn)移

C. N2H2反應(yīng)生成NH3的原子利用率為100

D. 催化劑ab能提高反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】ZrO2是重要的耐溫材料,可用作陶瓷遮光劑。天然鋯英石(ZrSiO4)含有鐵、鋁、銅等金屬元素的氧化物雜質(zhì),工業(yè)以鋯英石為原料制備ZrO2的工藝流程如下:

已知:①鋯英石中鋯元素的化合價為+4 ,氯化過程中除C、O元素外,其他元素均轉(zhuǎn)化為最高價氯化物 SiCl4極易水解;ZrCl4易溶于水 Fe(SCN)3難溶于有機(jī)溶劑MIBK Zr(SCN)4在水中溶解度不大,易溶于有機(jī)溶劑MIBK

(1) “氯化過程中,鋯英石發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為:______________________________ZrC14的產(chǎn)率隨溫度變化如圖所示,由圖可知氯化的最佳條件是_____________

(2)“濾液1”中含有的陰離子除OH- 、Cl-,還有___________________

(3)常用的銅抑制劑有Na2S、H2S、NaCN等,本流程使用NaCN除銅,不采用Na2S、H2S的原因是__________。

(4)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取和反萃取的玻璃儀器是_______。流程中萃取與反萃取的目的是_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鹽酸廣泛應(yīng)用在稀有金屬的濕法冶金、漂染工業(yè)、金屬加工、無機(jī)藥品及有機(jī)藥物的生產(chǎn)等領(lǐng)域中。HCl極易溶于水,工業(yè)上用HCl氣體溶于水的方法制取鹽酸。

1)用密度為1.2g/mL,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的濃鹽酸配制250mL3mol/L的稀鹽酸,需要用量筒量取濃鹽酸的體積為__mL。

2)溶液配制中需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、量筒、__、__

3)實(shí)驗(yàn)過程中,下列操作會導(dǎo)致最終所配溶液濃度偏高的是__

A.量取濃鹽酸時俯視刻度線

B.實(shí)驗(yàn)前,容量瓶中有少量殘留蒸餾水

C.定容時俯視刻度線

D.轉(zhuǎn)移時,未洗滌燒杯和玻璃棒

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