【题目】以硅藻土为载体的五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为:
物质 | V2O5 | V2O4 | K2SO4 | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 |
质量分数/% | 2.2~2.9 | 2.8~3.1 | 22~28 | 60~65 | 1~2 | <1 |
以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+。“废渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,则需要氧化剂KClO3至少为______mol。
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。
(4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+ V4O124R4V4O12+4OH(以ROH为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈_____性(填“酸”“碱”“中”)。
(5)“流出液”中阳离子最多的是________。
(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。
【答案】(1)V2O5+2H+=2VO2++H2O;SiO2(2)0.5 (3)Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)碱;(5)K+(6)2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑
【解析】
试题分析:(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,V元素化合价不变,说明不是氧化还原反应,根据原子守恒可知反应的离子方程式为V2O5+2H+=2VO2++H2O;二氧化硅与酸不反应,则“废渣1”的主要成分是二氧化硅。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO2+,V元素化合价从+4价升高到+5价,而氧化剂KClO3中氯元素化合价从+5价降低到-1价,则根据电子得失守恒可知需要氯酸钾的物质的量为少3mol÷6=0.5mol。
(3)“中和”作用之一是使钒以V4O124形式存在于溶液中,同时生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,则“废渣2”中含有Fe(OH)3、Al(OH)3。
(4)根据方程式可知为了提高洗脱效率,反应应该向逆反应方向进行,因此淋洗液应该呈碱性。
(5)由于前面加入了氯酸钾和氢氧化钾,则“流出液”中阳离子最多的是钾离子。
(6)根据原子守恒可知偏钒酸铵(NH4VO3“煅烧”生成七氧化二钒、氨气和水,发生反应的化学方程式为2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑。
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【题目】连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是印染工业的一种常用原料,连二亚硫酸钠又称保险粉,可溶于水,但不溶于甲醇,其固体受热、遇水都会发生反应放出大量的热,甚至引起燃烧,工业制备流程如图:
请回答下列问题:
(1)保存连二亚硫酸钠的注意事项___(任写一项)。
(2)鼓入的气体M为空气的一种主要成分,则M的电子式为___;
(3)流程②的化学方程式为__。
(4)流程③的分离方法步骤为过滤、洗涤、干燥。其中洗涤所用试剂是___;实验时加入NaCl固体的作用是__。
(5)连二亚硫酸钠可以用于除去废水中的重铬酸根离子(Cr2O72-被转化为Cr3+,S2O42-被转化为SO42-),写出该反应的离子方程式___。
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【题目】TiO2和TiCl4均为重要的工业原料。已知:
Ⅰ.TiCl4(g)+O2(g)TiO2(s)+2Cl2(g) ΔH1=-175.4kJ·mol-1
Ⅱ.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2= -220.9kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)TiCl4(g)与CO(g)反应生成TiO2(s)、C(s)和氯气的热化学方程式为_____________________。升高温度,对该反应的影响为___________________________________。
(2)若反应Ⅱ的逆反应活化能表示为EkJ·mol-1,则E________220.9(填“>”“<”或“=”)。
(3)t℃时,向10 L恒容密闭容器中充入1molTiCl4和2 molO2,发生反应Ⅰ。5min达到平衡时测得TiO2的物质的量为0.2 mol。
①0~5 min 内,用Cl2表示的反应速率v(Cl2)=__________。
②TiCl4的平衡转化率a=__________________。
③下列措施,既能加快逆反应速率又能增大TiCl4的平衡转化率的是__________(填选项字母)。
A.缩小容器容积 B.加入催化剂 C.分离出部分TiO2 D.增大O2浓度
④t℃时,向10 L恒容密闭容器中充入3 mol TiCl4和一定量O2的混合气体,发生反应Ⅰ,两种气体的平衡转化率(a)与起始的物质的量之比()的关系如图所示:
能表示TiCl4平衡转化率的曲线为__________(填“L1”或“L2”);M点的坐标为___________。
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【题目】四种主族元素的离子aXm+、bYn+、cZn-和dRm-(a、b、c、d为元素的原子序数),它们具有相同的电子层结构,若m>n,对下列叙述的判断正确的是( )
①a-b=n-m
②元素的原子序数a>b>c>d
③元素非金属性Z>R
④最高价氧化物对应水化物碱性X>Y
A.③B.①②③④C.①②③D.②③
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【题目】三硫化四磷用于制造火柴即火柴盒摩擦面,分子结构如图所示。下列有关三硫化四磷的说法正确的是( )
A. 该物质中磷元素的化合价为+3
B. 22 g P4S3含硫原子数目约为1.806×1023
C. 该物质分子结构中S、P最外层电子数均不为8
D. 该物质分子中全是极性共价键
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【题目】下列离子方程式正确的是 ( )
A.Si与NaOH溶液反应:Si+2OH-+H2O===+H2↑
B.向Ca(HCO3)2溶液中加入足量的NaOH溶液:Ca2+++OH-===CaCO3+H2O
C.电解MgCl2溶液:2H2O+2Cl-2OH-+H2↑+Cl2↑
D.向含0.2 mol FeI2的溶液中滴加含0.25 mol Cl2的氯水:2Fe2++8I-+5Cl2===2Fe3++4I2+10Cl-
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【题目】工业上回收利用某合金废料(主要含Fe、Cu、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活泼金属)的工艺流程如下:
(1)金属M为__________,操作1为___________。
(2)加入H2O2的作用是(用离子方程式表示)________,加入氨水的作用是________。
(3)充分焙烧的化学方程式为____________。
(4)已知Li2CO3微溶于水,其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。操作2中,蒸发浓缩后必须趁热过滤,其原因是___________,90℃时Ksp(Li2CO3)的值为___________。
温度/℃ | 10 | 30 | 60 | 90 |
浓度/molL-1 | 0.21 | 0.17 | 0.14 | 0.10 |
(5)用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂,阳极生成两种气体,则阳极的电极反应式为__________。
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【题目】2019年3月,我国科学家研发出一种新型的锌碘单液流电池,其原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 放电时B电极反应式为:I2+2e-=2I-
B. 放电时电解质储罐中离子总浓度增大
C. M为阳离子交换膜,N为阴离子交换膜
D. 充电时,A极增重65g时,C区增加离子数为4NA
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【题目】用向下排气法在容积为VmL的集气瓶中收集氨气,由于空气尚未排净,最后瓶内气体相对于氢气的密度为9.5,将此盛满气体的集气瓶倒置于水中,瓶内水马上升到一定高度后,即停止上升,则在同温同压下,瓶内剩余气体的体积为
A.VmLB.
mLC.
mLD.无法判断
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