【題目】五氧化二釩(V2O5)是重要的催化劑,可用某釩礦石(含有 V2O3、Fe、Al2O3等)來制備,工藝流程如下:

請回答下列問題:

(1) 釩礦石“粉碎”的目的為__________。

(2)“濾渣1” 中除 Al2O3、 Fe(VO3)2、 Fe(VO3)3外,還含有__________(填化學(xué)式)。

(3)“酸浸”時,若用硝酸代替雙氧水和鹽酸,弊端為__________。

(4)“濾渣 2” 的主要成分為 MgCO3、Fe(OH)3和 Al(OH)3,其中生成 Al(OH)3的離子方程式為__________

(5) 若“凈化Ⅰ” 時直接加入足量的(NH4)2CO3,可能導(dǎo)致的后果為__________。

(6)“煅燒”時,還生成參與大氣循環(huán)的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

(7)產(chǎn)品中 V2O5純度的測定: 稱取產(chǎn)品 a g, 先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液;再加入 V1 mL c1 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(VO2+2H+Fe2+=VO2++Fe3++H2O); 最后用 c2 mol·L-1 KMnO4溶液滴定過量的(NH4)2Fe(SO4)2至終點,消耗 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為 V2 mL。假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng),則產(chǎn)品中 V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________%。

【答案】 增大釩礦石的比表面積,加快焙燒速率, 使焙燒充分 MgO 生成氮的氧化物等有毒氣體,污染環(huán)境 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2 生成 NH4VO3沉淀, 使釩的利用率降低 4NH4VO3+3O2 2V2O5+2N2+8H2O

【解析】(1) 釩礦石“粉碎”增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,即目的為增大釩礦石的比表面積,加快焙燒速率,使焙燒充分。(2)碳酸鎂高溫下易分解生成氧化鎂和CO2,所以“濾渣1” 中除 Al2O3、Fe(VO3)2、Fe(VO3)3外,還含有MgO。(3)“酸浸”時,若用硝酸代替雙氧水和鹽酸,硝酸鋇還原為氮的氧化物,因此弊端為生成氮的氧化物等有毒氣體,污染環(huán)境。(4)溶液中鋁離子和碳酸根水解相互促進生成氫氧化鋁,因此其中生成 Al(OH)3的離子方程式為2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑。(5) 若“凈化Ⅰ” 時直接加入足量的(NH4)2CO3會生成NH4VO3沉淀,從而使釩的利用率降低。(6)“煅燒”時,還生成參與大氣循環(huán)的氣體,該氣體是氮氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH4VO3+3O2 2V2O5+2N2+8H2O。(7)根據(jù)電子得失守恒可知剩余亞鐵離子的物質(zhì)的量是0.001V2c2mol×5,因此參與反應(yīng)VO2+2H+Fe2+=VO2++Fe3++H2O的亞鐵離子是0.001V1c1mol-0.001V2c2mol×5,所以V原子的物質(zhì)的量是0.001V1c1mol-0.001V2c2mol×5,則根據(jù)V原子守恒可知產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

練習(xí)冊系列答案
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