V2O5是化工生产中重要的催化剂,可用于制备硫酸和彩色玻璃。一种以含钒废料(主要成分为V2O3,还含有Fe2O3、Al2O3、CuO、有机物杂质)制备V2O5的工艺流程如下图所示。
已知:①含钒离子在溶液中的存在形式与溶液pH的关系
②该流程温度下:Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38;Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33;Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10-19
请回答下列问题:
(1)“焙烧”的目的之一是将V2O3转化为Mg(VO3)2,还有一个目的是_______ ;
(2)已知Mg(VO3)2难溶于水,能溶于酸,写出在“酸浸”时(pH<2)发生的离子反应方程式_______ 。为提高酸浸速率,可采取的措施_______ (填序号)。
a.使用98%的硫酸 b.加速搅拌
c.升高温度 d.增大压强
(3)“调pH净化I”时需将Fe3+、Al3+、Cu2+三种离子去除干净(浓度<1×10-5 mol∙L-1时视为去除干净),需调节pH范围为_______ (pH值保留1位小数)。
(4)“净化II”时,若加入过量(NH4)2CO3,可能导致的结果是_______ 。
(5)“煅烧”时,改变环境会得到不同产物,但都会有V2O5生成。若煅烧时隔绝空气,还生成物质A和一种参与大气循环的物质,且A可在该流程中循环使用,则A的化学式为_______ ;若煅烧时通入空气,还生成两种参与大气循环的物质,该反应的化学方程式为_______ 。
已知:①含钒离子在溶液中的存在形式与溶液pH的关系
溶液pH | <4.0 | 6.0≤pH≤8.0 | >8.0 |
钒元素存在形式 |
请回答下列问题:
(1)“焙烧”的目的之一是将V2O3转化为Mg(VO3)2,还有一个目的是
(2)已知Mg(VO3)2难溶于水,能溶于酸,写出在“酸浸”时(pH<2)发生的离子反应方程式
a.使用98%的硫酸 b.加速搅拌
c.升高温度 d.增大压强
(3)“调pH净化I”时需将Fe3+、Al3+、Cu2+三种离子去除干净(浓度<1×10-5 mol∙L-1时视为去除干净),需调节pH范围为
(4)“净化II”时,若加入过量(NH4)2CO3,可能导致的结果是
(5)“煅烧”时,改变环境会得到不同产物,但都会有V2O5生成。若煅烧时隔绝空气,还生成物质A和一种参与大气循环的物质,且A可在该流程中循环使用,则A的化学式为
更新时间:2023-02-12 08:44:46
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【推荐1】铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛,利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如下:
实验室中可用FeSO4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和NH4HCO3在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节获得FeCO3。
(1)NH4HCO3盛放在装置___________ 中(填仪器名称)。
(2)实验过程中,欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合,操作方法是___________ 。发生主要反应的离子方程式为___________ 。检验久置的FeSO4是否变质的方法是___________ 。
(3)干燥过程的主要目的是脱去游离水,该过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为___________ ,取干燥后的FeCO3样品12.49g,与炭混合后焙烧,最终得到还原铁粉6.16g,计算样品中杂质FeOOH的质量:___________ g。
实验室中可用FeSO4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和NH4HCO3在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节获得FeCO3。
(1)NH4HCO3盛放在装置
(2)实验过程中,欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合,操作方法是
(3)干燥过程的主要目的是脱去游离水,该过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH,该反应的化学方程式为
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【推荐2】某含镍(Ni)废催化剂中主要含有Ni,还含有Al、Fe及其他不溶于酸、碱的杂质。现用含镍废催化剂制备NiSO4·7H2O,其流程图如下:
金属阳离子转化为氢氧化物沉淀的如下表:
回答下列问题:
(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为___________ 。
(2)“酸浸”所使用的酸为___________ 。
(3)“净化除杂”时需加入H2O2溶液,写出反应的离子方程式___________ ,然后调节pH使溶液中的铁元素完全沉淀而不影响镍元素的pH范围为___________ 。
(4)“操作A”为___________ 、过滤、洗涤、干燥,即得产品。
(5)已知:NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的离子方程式为___________ 。
金属阳离子转化为氢氧化物沉淀的如下表:
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Ni2+ |
开始沉淀 | 6.7 | 1.9 | 7.2 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.2 | 9.2 |
(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为
(2)“酸浸”所使用的酸为
(3)“净化除杂”时需加入H2O2溶液,写出反应的离子方程式
(4)“操作A”为
(5)已知:NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的离子方程式为
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解题方法
【推荐3】立德粉(主要成分为BaSO4ZnS)常用作颜料。以粗氧化锌(主要成分为ZnO,还含少量CuO、Fe3O4等杂质)和BaS为原料制备立德粉的流程如图所示:(1)写出“酸浸”过程中CuO发生反应的化学方程式:___________ 。
(2)加入H2O2发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)分离出Fe(OH)3的实验操作名称为___________ 。
(4)“除杂Ⅱ”中加入过量的锌粉主要除去___________ (填离子符号),该反应的反应类型为___________ 。
(5)“滤渣”的成分是___________ 。
(6)8.34 g绿矾()晶体样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示:温度为 时固体N的化学式为___________ ,取适量 时所得的样品P,隔绝空气加热至 得到一种红棕色固体物质Q ,同时有两种无色气体生成,请写出该反应的化学方程式___________ 。
(2)加入H2O2发生反应的离子方程式为
(3)分离出Fe(OH)3的实验操作名称为
(4)“除杂Ⅱ”中加入过量的锌粉主要除去
(5)“滤渣”的成分是
(6)8.34 g绿矾()晶体样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示:温度为 时固体N的化学式为
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】利用如图装置进行与稀反应实验,探究硫酸铜的用量、反应温度对氢气生成速率的影响。在蒸馏烧瓶中加入稀硫酸,再通过注射器注入一定体积的硫酸铜溶液和蒸馏水,插入锌片,用秒表记录产生气体所需的时间。实验数据如表所示。
回答下列问题:
(1)每组实验中浓度相同,则_______ 。
(2)_______ (填“>”“=”“<”);的原因是_______ 。
(3)根据表格中数据,可得出的结论是:加入少量硫酸铜、升高温度,反应速率_______ (填“加快”“减慢”“无影响”)。
(4)利用滴定法测定实验B反应后剩余溶液中硫酸的物质的量浓度。(已知:沉淀范围8~10)
①准确量取该剩余液注入锥形瓶中,滴加_______ 作指示剂。(填标号)
A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞
②用标准溶液滴定,实验后得到下列实验数据,计算剩余溶液中硫酸的物质的量浓度为_______ (保留四位有效数字)。
③下列操作中可导致测定浓度偏低的是_______ (填正确答案标号)。
A.取标准溶液的滴定管,未经润洗就直接注入溶液,进行滴定实验
B.读取标准溶液体积时,开始时平视读数,滴定结束时俯视读数
C.锥形瓶内有少量蒸馏水
实验序号 | A | B | C | D | E | F |
温度/ | 25 | 25 | 35 | 25 | 25 | 25 |
溶液体积/ | 0 | 1 | 1 | 2 | 20 | |
蒸馏水体积/ | 20 | 16 | 0 | |||
所需时间 |
(1)每组实验中浓度相同,则
(2)
(3)根据表格中数据,可得出的结论是:加入少量硫酸铜、升高温度,反应速率
(4)利用滴定法测定实验B反应后剩余溶液中硫酸的物质的量浓度。(已知:沉淀范围8~10)
①准确量取该剩余液注入锥形瓶中,滴加
A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞
②用标准溶液滴定,实验后得到下列实验数据,计算剩余溶液中硫酸的物质的量浓度为
滴定次数 | 待测液体积/ | 标准溶液体积/ | |
滴定前读数 | 滴定后读数 | ||
第一次 | 10.00 | 0.50 | 16.88 |
第二次 | 10.00 | 1.00 | 17.34 |
第三次 | 10.00 | 0.50 | 18.10 |
A.取标准溶液的滴定管,未经润洗就直接注入溶液,进行滴定实验
B.读取标准溶液体积时,开始时平视读数,滴定结束时俯视读数
C.锥形瓶内有少量蒸馏水
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐2】某实验小组用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液反应测定单位时间内生成CO2的量来探究影响反应速率的因素。设计实验方案如表:
(1)如图装置中盛放A溶液的仪器名称是___________ 。
(2)硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液反应的离子反应方程式为___________ 。
(3)此实验探究的是________ 因素对化学反应速率的影响,若实验②在40s末收集了44.8mLCO2(标准状况下)则在40s内v()=___________ (忽略溶液混合前后体积的变化)。
(4)小组同学将上图的气体收集装置改为下图,实验完毕后,应先将气体冷却至室温,再___________ ,最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差,还可以将量气管中的水换成___________ 。
(5)除了通过测定单位时间内生成CO2的体积来比较反应速率,本实验还可以通过测定___________ 来比较化学反应速率。
(6)同学们在实验中发现反应速率总是如下图所示,探究时间内速率变快的主要原因可能是:________ 。
A.该反应放热 B.生成的Mn2+起催化作用 C.K2SO4浓度增大
实验序号 | A溶液 | B溶液 |
① | 20mL0.1mol/LH2C2O4溶液 | 30mL0.2mol/LKMnO4溶液 |
② | 20mL溶液0.2mol/LH2C2O4溶液 | 30mL0.2mol/LKMnO4溶液 |
(1)如图装置中盛放A溶液的仪器名称是
(2)硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液反应的离子反应方程式为
(3)此实验探究的是
(4)小组同学将上图的气体收集装置改为下图,实验完毕后,应先将气体冷却至室温,再
(5)除了通过测定单位时间内生成CO2的体积来比较反应速率,本实验还可以通过测定
(6)同学们在实验中发现反应速率总是如下图所示,探究时间内速率变快的主要原因可能是:
A.该反应放热 B.生成的Mn2+起催化作用 C.K2SO4浓度增大
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【推荐3】乙二酸俗名草酸,易溶于水,其水溶液与酸性溶液反应的离子方程式为:2MnO4-+ 6H+ + 5H2C2O4= 2Mn2++10CO2↑+8H2O,化学学习小组进行如下实验。
Ⅰ.探究反应速率的影响因素
设计了如下的方案并记录实验结果(忽略溶液混合体积变化).限选试剂和仪器:
溶液、酸性溶液、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽
(1)上述实验_______ 是探究温度对化学反应速率的影响;若上述实验②、③是探究浓度对化学反应速率的影响,则a为_______ ;乙是实验需要测量的物理量,则表格中“乙”应填写_______ 。
Ⅱ.测定中x值
为了测定草酸晶体中的x值,某实验小组进行实验,步骤如下:
①称取草酸晶体,配成溶液。
②取该溶液加入锥形瓶内,再加入适量稀硫酸。
③用浓度为的标准溶液进行滴定,至滴定达到终点。
④重复实验。记录整理数据如下:
回答下列问题:
(2)步骤③滴定过程中,盛装溶液的仪器为_______ (填名称)。
(3)本实验滴定达到终点的标志是_______ 。
(4)根据数据,计算_______ 。
(5)下列滴定操作会使测得的x值偏大的是_______。
Ⅰ.探究反应速率的影响因素
设计了如下的方案并记录实验结果(忽略溶液混合体积变化).限选试剂和仪器:
溶液、酸性溶液、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽
物理量 | V(蒸馏水) | 乙 | |||
① | 3.0 | 0 | 5.0 | 50 | |
② | 3.0 | 0 | 5.0 | 25 | |
③ | 1.0 | a | 5.0 | 25 |
Ⅱ.测定中x值
为了测定草酸晶体中的x值,某实验小组进行实验,步骤如下:
①称取草酸晶体,配成溶液。
②取该溶液加入锥形瓶内,再加入适量稀硫酸。
③用浓度为的标准溶液进行滴定,至滴定达到终点。
④重复实验。记录整理数据如下:
实验序号 | V(溶液) | |
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | |
1 | 0.10 | 10.00 |
2 | 1.10 | 11.10 |
3 | 1.50 | 13.50 |
4 | 0.70 | 10.80 |
(2)步骤③滴定过程中,盛装溶液的仪器为
(3)本实验滴定达到终点的标志是
(4)根据数据,计算
(5)下列滴定操作会使测得的x值偏大的是_______。
A.滴定开始时仰视滴定管刻度,滴定终点时俯视滴定管刻度 |
B.滴定时所用的溶液因久置而导致浓度变小 |
C.滴定管尖嘴内在滴定前有气泡,滴定后气泡消失 |
D.滴定前,用溶液润洗锥形瓶 |
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解答题-实验探究题
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【推荐1】某小组拟设计实验探究影响氢氧化物在铵盐溶液中溶解度的因素。
已知:①常温下,几种氢氧化物的溶度积:
②可能用到的试剂:溶液、溶液,溶液和溶液。
③常温下,的电离常数,的电离常数。
实验I.比较在不同浓度的溶液中的溶解情况。
(1)从科学性角度考虑,还需要设计的对照实验是___________ 。
(2)针对实验i,“白色浊液”变澄清的原因,提出如下假设:
假设①:,,。
假设②:,___________ (补充离子方程式)。
(3)为了验证(2)提出的假设,设计如下实验:
实验II.比较在不同浓度的溶液中的溶解情况。
实验结论是(2)中假设___________ 成立(填“①”或“②”)。
(4)根据上述实验,有同学认为金属氢氧化物都能溶于溶液。为了验证他的观点,设计如下实验:
实验III.探究、、在溶液中溶解情况。
已知:、、都易溶于水。
预测:实验vi现象不同的可能原因是___________ 。设计简单实验证明:___________ 。
(5)通过上述实验,影响氢氧化物的铵盐溶液中溶解度的因素主要有浓度、___________ 、___________ 。
已知:①常温下,几种氢氧化物的溶度积:
物质 | ||||
③常温下,的电离常数,的电离常数。
实验I.比较在不同浓度的溶液中的溶解情况。
操作 | 试剂X | 现象 |
i.溶液 | 白色浊液逐渐变澄清 | |
ii.溶液 | 白色浊液变化不明显 |
(2)针对实验i,“白色浊液”变澄清的原因,提出如下假设:
假设①:,,。
假设②:,
(3)为了验证(2)提出的假设,设计如下实验:
实验II.比较在不同浓度的溶液中的溶解情况。
操作 | 试剂X | 现象 |
iii.溶液 | 白色浊液逐渐变澄清 | |
iv.溶液 | 白色浊液变化不明显 |
(4)根据上述实验,有同学认为金属氢氧化物都能溶于溶液。为了验证他的观点,设计如下实验:
实验III.探究、、在溶液中溶解情况。
操作 | 浊液Y | 现象 |
v. | 没有明显现象 | |
vi. | 浊液变澄清溶液 | |
vii. | 没有明显现象 |
预测:实验vi现象不同的可能原因是
(5)通过上述实验,影响氢氧化物的铵盐溶液中溶解度的因素主要有浓度、
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【推荐2】实验室测定水体中氯离子含量,实验过程如下:向水样中加入K2CrO4溶液作指示剂,用0.0010 mol·L-1 AgNO3溶液滴定至终点。已知:Ag2CrO4为不溶于水的砖红色沉淀;常温下Ksp(AgCl)=1.8×10-10 , Ksp(Ag2CrO4)= 1.8×10-12。回答下列问题:
(1)滴定时,应使用____ (填“酸式”或“碱式”) 滴定管。
(2)滴定达到终点的标志是_______________________ 。
(3)实验过程中测得数据如表:
计算水样中氯离子的含量为________ mg/L(保留2位小数)
(4)滴定结束后:
①当溶液中的残余c(Cl-)=1.8×10-5mol/L,则此时溶液中c(CrO42-)=_______ mol·L-1。
②已知2AgCl+ CrO42-2Cl-+Ag2CrO4,计算出该反应的平衡常数为___________ 。
(5)下列情况会造成实验测定结果偏低的是____________ 。(填标号)
A. 锥形瓶洗涤后未干燥
B. 滴定前,未使用标准液润洗滴定管
C. 酸式滴定管滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
D. 酸式滴定管滴定前尖嘴部分充满溶液,滴定结束时滴定管尖嘴有气泡
(1)滴定时,应使用
(2)滴定达到终点的标志是
(3)实验过程中测得数据如表:
编号 | 1 | 2 | 3 |
V(水样)/mL | 10.00 | 10.00 | 10.00 |
V(AgNO3)/ mL | 3.75 | 4.01 | 3.99 |
计算水样中氯离子的含量为
(4)滴定结束后:
①当溶液中的残余c(Cl-)=1.8×10-5mol/L,则此时溶液中c(CrO42-)=
②已知2AgCl+ CrO42-2Cl-+Ag2CrO4,计算出该反应的平衡常数为
(5)下列情况会造成实验测定结果偏低的是
A. 锥形瓶洗涤后未干燥
B. 滴定前,未使用标准液润洗滴定管
C. 酸式滴定管滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
D. 酸式滴定管滴定前尖嘴部分充满溶液,滴定结束时滴定管尖嘴有气泡
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【推荐3】以某厂金属切削废料(由铁屑和镍钴合金、金刚砂组成)为原料,回收镍钴生产NiSO4·7H2O和CoCl2·6H2O,工艺如下:
已知:①相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
②常温下,K(NiCO3)=7.0x10-9。
回答下列问题:
(1)酸溶时,HNO3的作用是___________ ,滤渣1为___________ ,滤液1中的金属阳离子除Ni2+外还有___________ 。
(2)理论上“除铁”需控制pH的范围为___________ 。
(3)写出“钴镍分离”时发生反应的离子方程式:___________ 。镍钴分离后,溶液中c(Ni2+)=1.0mol·L-1,若“滤液2”中c(CO)=10-6mol·L-1,则沉镍率=___________ 。[沉镍率=因沉淀减少的c(Ni2+)/初始c(Ni2+)]
(4)“转化”时产生一种气体单质,反应的离子方程式为:___________ 。
(5)用一定浓度的AgNO3标准溶液滴定由产品CoCl2·6H2O配制的溶液,测得产品中CoCl2·6H2O的含量为100.5%。若滴定时实验操作无误,造成该结果可能的原因是___________ 。
已知:①相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Co3+ | Co2+ | Fe3+ | Fe2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 0.3 | 7.2 | 1.5 | 6.3 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 1.1 | 9.2 | 2.8 | 8.3 | 8.9 |
②常温下,K(NiCO3)=7.0x10-9。
回答下列问题:
(1)酸溶时,HNO3的作用是
(2)理论上“除铁”需控制pH的范围为
(3)写出“钴镍分离”时发生反应的离子方程式:
(4)“转化”时产生一种气体单质,反应的离子方程式为:
(5)用一定浓度的AgNO3标准溶液滴定由产品CoCl2·6H2O配制的溶液,测得产品中CoCl2·6H2O的含量为100.5%。若滴定时实验操作无误,造成该结果可能的原因是
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适中
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【推荐1】随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”。为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示:
该工艺的主要流程如下。
请回答下列问题:
(1)请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式_________ 。
(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,此过程中产生了一连串的中间体(如下图)。其中a、c二步的化学方程式可表示为_________________ ,______________ 。
(3)该工艺中沉矾率是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图试建议控制氯化铵系数为_________ ,控制温度的方法为_________________ 。
(4)将滤液1和滤液2混合后用氯酸钾氧化,氯元素被还原为最低价,其反应的离子反应方程式为___ 。
(5)经过热重分析测得:NH4VO3在焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示。则NH4VO3在分解过程中_________。
(6)全钒电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为VO2+ + V2++2H+ VO2+ +H2O +V3+。电池充电时阳极的电极反应式为___________ 。
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
请回答下列问题:
(1)请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式
(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,此过程中产生了一连串的中间体(如下图)。其中a、c二步的化学方程式可表示为
(3)该工艺中沉矾率是回收钒的关键之一,沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图试建议控制氯化铵系数为
(4)将滤液1和滤液2混合后用氯酸钾氧化,氯元素被还原为最低价,其反应的离子反应方程式为
(5)经过热重分析测得:NH4VO3在焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示。则NH4VO3在分解过程中_________。
A.先分解失去H2O,再分解失去NH3 | B.先分解失去NH3,再分解失去H2O |
C.同时分解失去H2O和NH3 | D.同时分解失去H2、N2和H2O |
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【推荐2】五氧化二钒在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒矿渣(主要成分为FeO·V2O3、V2O5,含少量SiO2杂质)为原料制备V2O5的主要流程如下:
已知:①钒有多种价态,其中+5价最稳定
②
回答下列问题:
(1)“高温氧化”过程中消耗1molKClO3转移6mol电子,该反应的化学方程式为___________ 。滤渣的主要成分为___________ 。
(2)“除铁”时,萃取剂(HA)萃取Fe3+的原理为:的萃取率与pH的关系如下图所示。pH<1.7时,萃取率上升的原因是___________ 。
(3)“沉钒”过程中主要反应的离子方程式为___________ 。
(4)研究表明“焙烧”过程分为三步,每一步产生NH3和H2O(g)的物质的量之比分别为2∶1、3∶1、x。取117gNH4VO3固体进行热重分析,剩余固体质量与温度的关系如图所示。图中m=___________ ;分解过程最后一步产生的NH3和H2O(g)的物质的量之比x=___________ 。
已知:①钒有多种价态,其中+5价最稳定
②
回答下列问题:
(1)“高温氧化”过程中消耗1molKClO3转移6mol电子,该反应的化学方程式为
(2)“除铁”时,萃取剂(HA)萃取Fe3+的原理为:的萃取率与pH的关系如下图所示。pH<1.7时,萃取率上升的原因是
(3)“沉钒”过程中主要反应的离子方程式为
(4)研究表明“焙烧”过程分为三步,每一步产生NH3和H2O(g)的物质的量之比分别为2∶1、3∶1、x。取117gNH4VO3固体进行热重分析,剩余固体质量与温度的关系如图所示。图中m=
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解题方法
【推荐3】为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4、SiO2、Fe3O4以及钾和铝的硅酸盐),科研人员研制了一种回收V2O5的新工艺,主要流程如下图。已知:i.该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
ii.VOSO4可溶、(VO2)2SO4易溶、V2O5和NH4VO3难溶;+2OH-=+H2O
(1)“酸浸氧化”时,VO2+转化成反应的离子方程式为______ ,同时V2O5转化为。滤渣①主要成分是______ 。
(2)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5·2H2O,随滤液②可除去金属离子K+以及部分的金属离子有______ 。
(3)“沉淀转溶”中,V2O5·2H2O转化为KVO3溶解,写出V2O5·2H2O与KOH反应的化学方程式______ 。
(4)“调pH”中滤渣④的主要成分是______ 。
(5)全钒液流储能电池可实现化学能和电能的相互转化,其原理如图所示。①充电过程中,左槽电极反应式为______ 。
②放电过程中,右槽溶液颜色变化的情况是______ 。
(6)钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示,钒原子的配位数为______ 。若该晶胞的密度为ρg/cm3,且用NA表示阿伏加德罗常数,则该晶胞的边长为______ nm。
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ |
开始沉淀pH | 1.9 | 7.0 | 3.0 |
完全沉淀pH | 3.2 | 9.0 | 4.7 |
(1)“酸浸氧化”时,VO2+转化成反应的离子方程式为
(2)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5·2H2O,随滤液②可除去金属离子K+以及部分的金属离子有
(3)“沉淀转溶”中,V2O5·2H2O转化为KVO3溶解,写出V2O5·2H2O与KOH反应的化学方程式
(4)“调pH”中滤渣④的主要成分是
(5)全钒液流储能电池可实现化学能和电能的相互转化,其原理如图所示。①充电过程中,左槽电极反应式为
②放电过程中,右槽溶液颜色变化的情况是
(6)钒的某种氧化物的立方晶胞结构如图所示,钒原子的配位数为
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