【题目】为回收利用废钒催化剂(含有V205、V0S04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,主要流程如下:
部分含钒物质常温时在水中的溶解性如下:
回答下列问题:
(1)废钒催化剂,粉碎的目的是 ,V0S04溶液水解显酸性,离子方程式为
(2)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热法,该反应的化学方程式为 引发铝热反应的操作是:在纸漏斗中加入铝热剂后,再
(3)为了提高钒的浸出率,反应①用Na2SO3和硫酸酸浸使催化剂中的V2O5转变成可溶于水的V0S04,与水浸液合并,再通过反应②用KClO3氧化,使+4价的V氧化成易溶于水的(VO2)2SO4反应①的离子方程式为
(4)该工艺中反应③的沉淀率是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式为 。
(5)已知常温下NH4VO3的溶解度为0.468g/100g水,则NH4VO3的溶度积常数约为 (已知V的相对原子质量为51)。
【答案】(1)充分接触,加快溶解VO2++2H2OVO(OH)2+2H+(或VO2++3H2OV(OH)4+2H+)
(2)10Al+3V2O55Al2O5+6V铺上氯酸钾,插入镁条,点燃镁条
(3)V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O
(4)NH4++VO3-=NH4VO3↓(5)1.6×10-3
【解析】
试题分析:(1)废钒催化剂,粉碎的目的是增大反应物的接触面积,加快溶解;VOSO4溶液水解显酸性,离子方程式为VO2++2H2OVO(OH)2+2H+。
(2)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热法,该反应的化学方程式为10Al+3V2O55Al2O5+6V。引发铝热反应的操作是:在纸漏斗中加入铝热剂后,再铺上氯酸钾,插入镁条,点燃镁条;
(3)为了提高钒的浸出率,反应①用Na2SO3和硫酸酸浸使催化剂中的V2O5转变成可溶于水的VOSO4,反应的离子方程式为V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O;
(4)该工艺中反应③的沉淀率是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式为NH4++VO3-=NH4VO3↓。
(5)已知常温下NH4VO3的溶解度为0.468g/100g水,即0.1L溶液中含有0.468g÷117g/mol=0.004mol,因此浓度是0.004mol÷0.1L=0.04mol/L,则NH4VO3的溶度积常数Ksp=c(NH4+)·c(VO3-)=0.04×0.04=1.6×10-3。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】实验室用图示装置制备KClO溶液,再与KOH、Fe(NO3)3溶液反应制备高效净水剂K2FeO4。
<查阅资料>Cl2与KOH溶液在20℃以下反应生成KClO,在较高温度下则生成KClO3;
K2FeO4易溶于水,微溶于浓KOH溶液,在0℃~5℃的强碱性溶液中较稳定。
(1)仪器a的名称: ;装置C中三颈瓶置于冰水浴中的目的是 。
(2)装置B吸收的气体是 ,装置D的作用是 。
(3)C中得到足量KClO后,将三颈瓶上的导管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反应温度为25℃,搅拌1.5 h,溶液变为紫红色(含K2FeO4),该反应的离子方程式为 。再加入饱和KOH溶液,析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,其提纯步骤为:
①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol/L KOH溶液中。
②过滤。
③ 。
④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次。
⑤在真空干燥箱中干燥。
(5)称取提纯后的K2FeO4样品0.2200 g于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配成250 mL溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶,用0.01000 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00 mL。涉及主要反应为:
Cr(OH)4-+FeO42- = Fe(OH)3↓+CrO42-+OH-
2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O
则该K2FeO4样品的纯度为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列各組中的反应,属于同一反应类型的是
A. 乙醛与氧气制乙酸;苯与氢气制环已烷
B. 葡萄糖与新制银氨溶液共热;蔗糖与稀硫酸共热
C. 丙酮与氢气反应制2-丙醇;乙烯与氯化氯反应制氯乙烷
D. 乙醇与乙酸制乙酸乙酯;溴乙烷与氢氧化钠醇溶液制乙烯
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】0.1mol/L K2CO3溶液中,若使c (CO32—)更接近0.1 mol/L,可采取的措施是( )
A. 加KOH固体 B.加水 C.加入少量盐酸 D.加热
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】常见的太阳能电池有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、GaAs太阳能电池及铜铟镓硒薄膜太阳能电池等。
(1)铜原子在基态时的价电子排布式为__________。金属铜的结构形式为面心立方最密堆积,晶胞中每个铜原子周围最近的铜原子有________个。
(2)砷、硒是第四周期的相邻元素,已知砷的第一电离能大于硒。请从原子结构的角度 加以解释_______________________。
(3)GaC13和AsF3的空间构型分别是:_________,_______。
(4)硼酸(H3BO3)本身不能电离出H+,在水中易结合一个OH-生成[B(OH)4]-,而体现弱酸性。
①[B(OH)4]-中B原子的杂化类型为____________;
②[B(OH)4]-的结构式为_________________。
(5)金刚石的晶胞如图,若以硅原子代替金刚石晶体中的碳原子,便得到晶体硅;若将金刚石晶体中一半的碳原子换成硅原子,且碳、硅原子交替,即得到碳化硅晶体(金刚砂)。
①金刚石、晶体硅、碳化硅的熔点由高到低的排列顺序是______________(用化学式表示);
②立方氮化硼晶体的结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm (1pm=10-12m)。立方氮化硼的密度是______g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在密闭容器中,充入SO2和18O原子组成的氧气,在一定条件下开始反应,在达到平衡后,18O存在于
A. 只存在于氧气中 B. 只存在于SO3中
C. 只存在于SO2和SO3中 D. SO2、SO3、O2中都存在
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