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【题目】V2O5(五氧化二钒)可作化学工业中的催化剂,广泛用于冶金、化工等行业。工业上利用冶炼铝生成的固体废料一一赤泥(主要成分为Fe2O3Al2O3V2O5及少量稀土金属氧化物)提取V2O5其工艺流程图如图:

已知:①NH4VO3是白色粉末,微溶于冷水,可溶于热水。

NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O

V2O5是一种橙黄色片状晶体,微溶于水,不溶于乙醇,具有强氧化性。

④部分稀土金属氯化物在乙醇中溶解度较小。

1碱浸时对赤泥进行粉碎的目的是___。写出滤液1中通入足量CO2时所发生主要反应的离子方程式:___

2)将磁性产品加入稀硝酸溶解,取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色,写出该磁性产品与稀硝酸反应的离子方程式:___

3洗涤操作时可选用的洗涤剂有___。(填字母)

A.冷水 B.热水C.1%NH4Cl溶液 D.乙醇

4)需在流动空气中灼烧的原因可能是___

5)将0.253g产品溶于强碱溶液中,加热煮沸,调节pH8~8.5,向反应后的溶液中加入硫酸酸化的KI溶液(过量),溶液中的还原产物为V3+离子,滴加指示剂,用0.250molL-1Na2S2O3溶液滴定,达到终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL,则该产品的纯度为___

(已知:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI,结果保留三位有效数字)

6)水系锌离子电池是一种新型二次电池,以Zn(CF3SO3)2(三氟甲磺酸锌)为电解质,工作原理如图。放电时V2O5电极上的电极反应式为___

【答案】加快碱浸速率并使氧化铝充分溶解 AlO+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO 3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O AC 把生成的NH3及时带走,防止V2O5NH3发生氧化还原反应,影响纯度与产率 89.9% V2O5+xZn2++2xe-=ZnxV2O5

【解析】

赤泥进行碱浸,氧化铝溶解形成偏铝酸盐,再通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀。滤渣1系列操作得到V2O5,可知滤渣1中含有Fe2O3V2O5及少量稀土金属氧化物,进行还原、磁选,磁性产品中含有Fe等,非磁性产品含有V元素,在空气中焙烧后用盐酸溶解,钒在溶液中主要以VO2VO3的形式存在,再加入氯化铵转化为NH4VO3,焙烧得到V2O5,由溶液中存在平衡VO2+H2OVO3+2H,盐酸过量会抑制生成NH4VO3,盐酸溶解时不易过量。

1)赤泥进行碱浸,氧化铝溶解形成偏铝酸盐,再通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀。碱浸时对赤泥进行粉碎的目的是:加快碱浸速率并使氧化铝充分溶解。滤液1中通入足量CO2时所发生主要反应的离子方程式:AlO+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO。故答案为:加快碱浸速率并使氧化铝充分溶解;AlO+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO

2)将磁性产品加入稀硝酸溶解,取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色,说明生成的是亚铁离子,该磁性产品与稀硝酸反应的离子方程式:3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O。故答案为:3Fe+8H++2NO=3Fe2++2NO↑+4H2O

3NH4VO3是白色粉末,微溶于冷水,可溶于热水,NH4VO3NH4Cl溶液中溶解度较小,洗涤操作时可选用的洗涤剂有冷水或1%NH4Cl溶液,虽然NH4VO3不溶于乙醇,但NH4VO3表面杂质,如NH4Cl不溶于乙醇,使用乙醇不能洗去沉淀表面的杂质,不选用乙醇。故答案为:AC

4)根据信息,NH4VO4灼烧生成V2O5,因为V2O5具有强氧化性,能与具有还原性NH3发生反应,从而影响产物的纯度及产率。需在流动空气中灼烧的原因可能是把生成的NH3及时带走,防止V2O5NH3发生氧化还原反应,影响纯度与产率。故答案为:把生成的NH3及时带走,防止V2O5NH3发生氧化还原反应,影响纯度与产率;

5)根据I2Na2S2O3发生反应的方程式I2+2Na2S2O3═Na2S4O6+2NaI可知,消耗nI2= nNa2S2O3=×20.00×10-3L×0.250mol·L1=2.5×10-3mol,根据得失电子数目守恒,nV2O5×2×2=nI2×2,解得:nV2O5=1.25×10-3mol,则mV2O5=1.25×10-3×182g=0.2275g,则该产品的纯度为:×100%=89.9%

故答案为:89.9%

6)放电时,锌作负极,失电子,V2O5在正极上得电子,发生还原反应,生成ZnxV2O5,放电时V2O5电极上的电极反应式为V2O5+xZn2++2xe-=ZnxV2O5

故答案为:V2O5+xZn2++2xe-=ZnxV2O5

练习册系列答案
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B.因为它们都可溶于水,所以液面都上升到试管顶部

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1NO的体积为__LNO2的体积为__L

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①分别写出生成DF的化学方程式:______________________________________

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3)某工厂采用微生物硝化法处理氨氮废水,过程如图:

下列有关说法正确的是___(填标号)。

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③图2中,H2C2O4加入量在520%时,铁浸取率随加入量的增大而增大,其原因是__H2C2O4加入量超过20%时,铁浸取率反而开始降低,其原因是___

(2)“沉铁”时发生的主要反应的离子方程式为____

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