(15分)工業(yè)上設(shè)計將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程如下:

請回答下列問題:
(1)步驟①所得廢渣的成分是          (寫化學(xué)式),操作I的名稱        
(2)步驟②、③的變化過程可簡化為(下式R表示VO2+,HA表示有機(jī)萃取劑):
R2(SO4)n (水層)+ 2nHA(有機(jī)層)2RAn(有機(jī)層) + nH2SO (水層) 
②中萃取時必須加入適量堿,其原因是                                                     
③中X試劑為                            。
(3)④的離子方程式為                                      
(4)25℃時,取樣進(jìn)行試驗(yàn)分析,得到釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系如下表:

pH
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
釩沉淀率%
88.1
94.8
96.5
98.0
98.8
98.8
96.4
93.1
89.3
結(jié)合上表,在實(shí)際生產(chǎn)中,⑤中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液的最佳pH為             ;若釩沉淀率為93.1%時不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,則溶液中c(Fe3+)<           !家阎25℃時,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39
(5)該工藝流程中,可以循環(huán)利用的物質(zhì)有                                    。

(1)SiO2,過濾;(2)加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率,H2SO4
(3)6VO2++ClO3-+9H2O=6VO3-+Cl-+18H+;(4)1.7~1.8 ,26×10-3mol/L;
(5)氨氣(或氨水),有機(jī)萃取劑

解析試題分析:(1)在K2SO4、SiO2、VOSO4中只有SiO2不能在水中溶解,因此步驟①所得廢渣的成分是SiO2。將難溶性固體與溶液分離的操作是過濾。因此操作I的名稱為過濾。(2)②中萃取時必須加入適量堿,其原因是加入堿中和前邊反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率,③中X試劑為H2SO4。(3)在含有VO2+、SO42-的水在加入氧化劑KClO3可以把+4價的VO2+氧化為+5價的VO3-。因此根據(jù)電荷守恒及電子守恒,結(jié)合質(zhì)量守恒定律,可知該步驟的離子方程式為6VO2++ClO3-+9H2O =6VO3 -+Cl-+ 18H+;(4)根據(jù)25℃時,釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系表格數(shù)據(jù)可知zai pH為1.7、1.8時釩沉淀率最高。因此調(diào)節(jié)溶液的最佳pH為1.7~1.8,若釩沉淀率為93.1%,則pH="2.0," c(H+)=10-2mol/L, c(OH-)=10-12,此時不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,則溶液中c(Fe3+)< Fe(OH)3÷c3(OH-) =2.6×10-39 ÷(10-12)3=2.6×10-3mol/L。(5)根據(jù)流程示意圖可知:該工藝流程中,可以循環(huán)利用的物質(zhì)有氨氣(或氨水)和有機(jī)萃取劑。
考點(diǎn):考查混合物的分離、實(shí)驗(yàn)條件的選擇、離子方程式的書寫、沉淀溶解平衡、物質(zhì)的循環(huán)利用的知識。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

按要求完成下列化學(xué)反應(yīng)式
(1)硫酸氫鈉在水溶液中的電離方程式                  ;
(2)Na2CO3溶液水解的離子方程式                     ;
(3)Al2(SO4)3溶液與NaHCO3溶液混合反應(yīng)的離子方程式         ;
(4)Mg3N2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式                      

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

我國某大型電解銅生產(chǎn)企業(yè),其冶煉工藝中銅、硫回收率達(dá)到97%、87%。下圖表示其冶煉加工的流程:

冶煉中的主要反應(yīng):Cu2S + O2 =" 2Cu" + SO2
(1)煙氣中的主要廢氣是________________,從提高資源利用率和減排考慮,其綜合利用方式是制___________。
(2)電解法煉銅時,陽極是____________(填“純銅板”或“粗銅板”);粗銅中含有的金、銀以單質(zhì)的形式在電解槽_______________(填“陽極”或“陰極”的槽底,陰極的電極反應(yīng)式是_________________________________________。
(3)在精煉銅的過程中,電解質(zhì)溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)會逐漸增大而影響進(jìn)一步電解。
幾種物質(zhì)的溶度積常數(shù)(KSP):

物質(zhì)
 
Fe(OH)2
 
Fe(OH)3
 
Zn(OH)2
 
Cu(OH)2
 
KSP
 
8.0×10-16
 
4.0×10-38
 
3.0×10-17
 
2.2×10-20
 
 
調(diào)節(jié)電解液的pH是除去雜質(zhì)離子的常用方法。根據(jù)上表中溶度積數(shù)據(jù)判斷,含有等物質(zhì)的量濃度的Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液,隨pH升高最先沉淀下來的離子是______________。
一種方案是先加入過量的H2O2,再調(diào)節(jié)pH到4左右。加入H2O2后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

亞磷酸(H3PO3)是二元酸,H3PO3溶液存在電離平衡:H3PO3H+ + H2PO3。亞磷酸與足量NaOH溶液反應(yīng),生和Na2HPO3
(1)①寫出亞磷酸與少量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式_____________________________________。
②某溫度下,0.1000 mol·L-1的H3PO3溶液pH的讀數(shù)為1.6,即此時溶液中c (H+) = 2.5×10-2 mol·L-1,除OH之外其他離子的濃度由小到大的順序是                      ,該溫度下H3PO3電離平衡的平衡常數(shù)K=                。(H3PO3第二步電離忽略不計,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
③向H3PO3溶液中滴加NaOH溶液至中性,所得溶液中c(Na+)_______ c(H2PO3-)+ 2c(HPO32-)(填“>”、 “<” 或“=”)。
(2)亞磷酸具有強(qiáng)還原性,可使碘水褪色,該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________。
(3)電解Na2HPO3溶液也可得到亞磷酸,裝置示意圖如下:

說明:陽膜只允許陽離子通過,陰膜只允許陰離子通過。
①陰極的電極反應(yīng)式為_____________________________。
②產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為_____________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

(12分)D、A、B、C為四種原子序數(shù)依次增大的短周期元素,A、B、C同周期,A的原子半徑是同周期中最大的;B、D同主族。已知D元素的一種單質(zhì)是日常生活中飲水機(jī)常用的消毒劑,C元素的單質(zhì)可以從A、B兩元素組成的化合物的水溶液中置換出B元素的單質(zhì)。
(1)C元素在周期表中的位置     周期        族。
(2)A、B元素形成的常見化合物水溶液顯        性,原因是(用離子方程式表示)                用石墨做電極電解該化合物的水溶液,則陰極反應(yīng)式為                       ,
(3)A、D元素可以形成化合物A2D2,寫出A2D2與CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式                  (用元素符號表示)。該反應(yīng)中還原劑是        。
(4)B元素的單質(zhì)在不同的條件下可以與O2發(fā)生一系列反應(yīng):① B(s)+O2(g)=BO2(g);△H=-296.8kJ/mol②2BO2(g)+O2(g) 2BO3(g);△H=-196.6kJ/mol
則1 mol BO3(g)若完全分解成B(s),反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)為             。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫、氯等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng),對生產(chǎn)、生活、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有著重要的意義。
(1)下列措施中,不利于環(huán)境保護(hù)的有        (填編號)。
a.大量開采使用化石燃料
b.使用無氟冰箱、空調(diào)
c.多步行多乘公交車,少用專車和私家車
d.將工業(yè)“廢氣”、“廢液”、“廢渣”直接排放
(2)工業(yè)上的“脫碳”指的是從“脫硝”、“脫硫”后的煙氣用堿液吸收并得到濃縮的二氧化碳。利用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。
①寫出吸收二氧化碳的離子方程式                      
②常溫下,0.1mol/LNaHCO3溶液的pH>8,則溶液中c(H2CO3) _______c(CO32) (填“>”、“<”或“=”)。
③合成的甲醇可以做為新型燃料電池的原料,若電解液是堿性的,則其負(fù)極的電極反應(yīng)式為       
(3)二氧化氯(ClO2),為一種黃綠色氣體,是公認(rèn)的高效、廣譜安全的殺菌消毒劑。工業(yè)上制備ClO2的反應(yīng)原理為:4HC1(濃)+2NaClO3=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。上述反應(yīng)中,產(chǎn)生1 mol ClO2,則被氧化的HC1為        。
(4)SO2溶于水可以得到二元弱酸H2SO3(亞硫酸)。
①25℃時,將NaOH深液與亞硫酸混合至恰好中和,則混合液中各種離子濃度的大小關(guān)系為         。
②25℃時,當(dāng)NaOH溶液與H2SO3等物質(zhì)的量混合時,發(fā)現(xiàn)混合液pH<7,請你簡要解釋其原因     。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計算題

某溫度(t ℃)時,水的離子積為Kw=1×10-13。若將此溫度下pH=11的苛性鈉溶液a L與pH=1的稀硫酸b L混合(設(shè)混合后溶液體積的微小變化忽略不計),試通過計算填寫以下不同情況時兩種溶液的體積比。
(1)若所得混合溶液為中性,則a∶b=__________;此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是
______________________________________________________________。
(2)若所得混合溶液的pH=2,則a∶b=_____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計算題

CuSO4溶液與K2C2O4溶液反應(yīng),得到一種藍(lán)色結(jié)晶水合物晶體。通過下述實(shí)驗(yàn)確定該晶體的組成:
①稱取0.1680g晶體,加入過量的H2SO4溶液,使樣品溶解后加入適量水,加熱近沸,用0.02000mol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)(溶液變?yōu)闇\紫紅色),消耗20.00mL。
②接著將溶液充分加熱,使淺紫紅色變?yōu)樗{(lán)色,此時MnO4轉(zhuǎn)化為Mn2+并釋放出O2
③冷卻后加入2g KI固體(過量)和適量Na2CO3,溶液變?yōu)樽厣⑸沙恋怼?br />④用0.05000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,近終點(diǎn)加指示劑,滴定至終點(diǎn),消耗10.00mL。
已知:2MnO4+5H2C2O4+6H+==2Mn2++10CO2↑+8H2O
2Cu2++4I=2CuI↓+I2
2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6
(1)步驟②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                  
(2)步驟④中加入的指示劑為              。
(3)通過計算寫出藍(lán)色晶體的化學(xué)式(寫出計算過程)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

實(shí)驗(yàn)題
(1)燒堿在保存過程會部分變質(zhì)(雜質(zhì)主要為Na2CO3)。
準(zhǔn)確稱取5.0g樣品配制成250mL溶液,各取配制好的燒堿溶液10.00mL于錐形瓶中,分別向錐形瓶中各加入1~2滴酚酞指示劑,(已知:酚酞變色時,此時只有NaOH與HCl反應(yīng),Na2CO3還沒有與HCl反應(yīng))用濃度為0.20mol·L-1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定。相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下:

實(shí)驗(yàn)編號
V(燒堿溶液)/mL
V(鹽酸)/mL
初始讀數(shù)
末尾讀數(shù)
1
10.00
0.50
21.52
2
10.00
1.00
21.98
3
10.00
0.20
24.80
 
試回答:
①滴定時右手的正確操作是______________________________________。
②判斷到達(dá)滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________________________________,依據(jù)表中數(shù)據(jù),計算出燒堿樣品中含NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______    _%。
③下列操作會導(dǎo)致燒堿樣品中NaOH含量測定值偏高的是__________。
A.錐形瓶用蒸餾水洗后未用待測液潤洗
B.酸式滴定管用蒸餾水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗
C.滴定過程中振蕩錐形瓶時,有少量待測溶液濺出
D.滴定前平視讀數(shù),滴定結(jié)束仰視讀數(shù)
(2)氧化還原滴定實(shí)驗(yàn)同中和滴定類似。過氧化氫是重要的氧化劑,它的水溶液又稱為雙氧水,常用作消毒、殺菌、漂白等。某化學(xué)興趣小組取一定量的過氧化氫溶液,準(zhǔn)確測定了過氧化氫的濃度。已知:2KMnO4+5H2O2+6H2SO4===2MnSO4+8H2O+5O2↑,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />①用         (填“酸式”或“堿式”)滴定管移取過氧化氫溶液25.00 mL至錐形瓶中,作被測試樣。
②滴定時,將高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液注入酸式滴定管中,高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液用酸式滴定管原因?yàn)?u>       。③重復(fù)滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL,則原過氧化氫溶液中過氧化氫的物質(zhì)的量濃度為                    。

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