【題目】五氧化二釩及其他釩的化合物廣泛應(yīng)用于鋼鐵、有色合金、化工、煉油、玻璃及陶瓷等工業(yè)部門?蓮暮C石煤灰渣中提釩,該試驗(yàn)工藝流程如下圖:

表1 灰渣主要化學(xué)成分分析/%

V2O3

SiO2

Fe2O3

Al2O3

MgO

K2O

CaO

燒失量

1.26

55.71

6.34

7.54

1.26

3.19

1.41

20.55

表2中間鹽主要成分分析/%(以氧化物形式表示其含量)

V2O3

Al2O3

Fe2O3

MgO

K2O

5.92

1.70

18.63

2.11

3.38

已知:

①石煤灰渣的化學(xué)成分分析見表1,中間鹽的主要成分分析見表2。

②礦物焙燒過程中,若溫度過高,易發(fā)生燒結(jié),溫度越高,燒結(jié)現(xiàn)象越嚴(yán)重。

③萃取反應(yīng)可以表示為:VO2++(HR2)PO4(o)→VO[R2PO4]R(o)+H+,(o)表示有機(jī)相

④有機(jī)萃取劑(HR2)PO4萃取VO2+的能力比萃取V02+要強(qiáng)。

請回答:

(1)提高浸取率的方法有____________,殘?jiān)闹饕煞譃?/span>______________________,

(2)經(jīng)幾級萃取后,有時候要適當(dāng)加酸調(diào)整pH值,結(jié)合萃取反應(yīng)方程式,說明原因_____________。反萃取操作應(yīng)加入_____________試劑。

(3)中間鹽溶解過程中,加鐵粉的主要目的是_____________________

(4)石煤中的釩以V(Ⅲ)為主,有部分V(Ⅳ),很少見V(Ⅴ)。如圖1和如圖2分別為焙燒溫度和焙燒時間對釩浸出率的影響,由如圖2可得最佳焙燒時間為______________h,由如圖1可得最佳焙燒溫度為800-850℃之間,焙燒溫度在850℃以下時,釩浸出率隨焙燒溫度的上升幾乎直線上升的原因是_________________________,當(dāng)焙燒溫度高超過850℃以后,再提高溫度,浸出率反而下降的可能原因是:_________________________。

(5)反萃取液中的VO2+,加入氯酸鈉后被氧化為VO2+,請寫出該反應(yīng)的離子方程式______________。然后用氨水調(diào)節(jié)pH到1.9~2.2沉釩,得多釩酸銨沉淀(化學(xué)式為(NH4)2V12O31·nH2O),再經(jīng)固液分離、干燥、焙燒得五氧化二釩產(chǎn)品,請寫出此步反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。

【答案】加熱,提高酸的濃度,粉碎等 SiO2 隨著萃取過程的進(jìn)行,水相中的pH值有所下降,所以經(jīng)幾級萃取后需要調(diào)整pH H2SO4溶液 VO2+還原為VO2+ 1.5-2.0之間 850℃以前,隨著焙燒溫度的升高,反應(yīng)速率加快,生成的高價釩化合物更多,因此浸出率上升。 850℃以后,樣品發(fā)生燒結(jié),溫度越高,燒結(jié)現(xiàn)象越嚴(yán)重,從而使釩的浸出率下降。 3H2O+6VO2++ClO3-=Cl-+6VO2++6H+ (NH4)2V12O31·nH2O6V2O5+2NH3↑+(n+1)H2O

【解析】

1)結(jié)合提高產(chǎn)率或原料利用率的角度分析;二氧化硅不溶于硫酸;

2)結(jié)合萃取反應(yīng)分析萃取后水相的pH值變化;反萃取操作是使該萃取反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)方向移動;

3)結(jié)合已知信息④分析,鐵粉具有還原性;

4)結(jié)合圖像分析作答;850℃以前,溫度可影響化學(xué)反應(yīng)速率和原料利用率,提高浸出率;850℃以后結(jié)合給定信息②進(jìn)行解答;

5)依據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律書寫該反應(yīng)的離子方程式;銨鹽焙燒過程中有氨氣生成,根據(jù)題意分析作答。

1)加熱,提高酸的濃度,粉碎等均可提高浸取率;加硫酸酸浸后,二氧化硅不反應(yīng),則殘?jiān)闹饕煞譃?/span>SiO2,

故答案為:加熱,提高酸的濃度,粉碎等;SiO2

2)萃取反應(yīng)根據(jù)VO2++(HR2)PO4(o)→VO[R2PO4]R(o)+H+可知,隨著萃取過程的進(jìn)行,水相中的氫離子濃度不斷增大,pH值有所下降,所以經(jīng)幾級萃取后需要調(diào)整pH值,反萃取時,可加入適量硫酸溶液,使平衡向逆向移動,達(dá)到反萃取的目的,

故答案為:隨著萃取過程的進(jìn)行,水相中的pH值有所下降,所以經(jīng)幾級萃取后需要調(diào)整pH值 H2SO4溶液;

3)由已知信息④可知,有機(jī)萃取劑(HR2)PO4萃取VO2+的能力比萃取VO2+要強(qiáng),所以在中間鹽溶液過程中,加入還原劑鐵粉,可將VO2+還原為VO2+,提高原料利用率,便于后續(xù)萃取操作,

故答案為:將VO2+還原為VO2+

4)圖2可得浸出率隨著焙燒時間呈增大趨勢,其最佳焙燒時間在1.5-2.0 h之間均可;浸出率隨溫度的變化曲線如圖1,其原因是,850℃以前,隨著焙燒溫度的升高,反應(yīng)速率加快,生成的高價釩化合物更多,因此浸出率上升;850℃以后,樣品發(fā)生燒結(jié),溫度越高,燒結(jié)現(xiàn)象越嚴(yán)重,從而使釩的浸出率下降,

故答案為:1.5-2.0之間;850℃以前,隨著焙燒溫度的升高,反應(yīng)速率加快,生成的高價釩化合物更多,因此浸出率上升;850℃以后,樣品發(fā)生燒結(jié),溫度越高,燒結(jié)現(xiàn)象越嚴(yán)重,從而使釩的浸出率下降;

5)反萃取液中的VO2+,加入氯酸鈉后被氧化為VO2+,則NaClO3被還原為Cl-,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒,反應(yīng)的離子方程式為6VO2++ClO3-+3H2O=6VO2++Cl-+6H+(NH4)2V12O31·nH2O再經(jīng)固液分離、干燥、焙燒得五氧化二釩產(chǎn)品,同時會有氨氣與水生成,其化學(xué)方程式為:(NH4)2V12O31·nH2O6V2O5+2NH3↑+(n+1)H2O,

故答案為:6VO2++ClO3-+3H2O=6VO2++Cl-+6H+;(NH4)2V12O31·nH2O6V2O5+2NH3↑+(n+1)H2O。

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:

【題目】如圖是甲醛分子的模型,根據(jù)該圖和所學(xué)化學(xué)知識回答下列問題:

(1)甲醛分子中碳原子的雜化方式是__________,作出該判斷的主要理由是__________________________

(2)下列是對甲醛分子中碳氧鍵的判斷,其中正確的是________(填序號)。

①單鍵  ②雙鍵  σ  π  σ鍵和π

(3)甲醛分子中C—H鍵與C—H鍵間的夾角________(“=”、“>”“<”)120°,出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是____________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】從古至今,鐵及其化合物在人類生產(chǎn)生活中的作用發(fā)生了巨大改變。

(1)古代中國四大發(fā)明之一的指南針是由天然磁石制成的,其主要成分是____(填字母序號)。

aFe bFeO cFe3O4 dFe2O3

(2)硫酸渣的主要化學(xué)成分為:SiO245%,Fe2O340%,Al2O310%,MgO5%。用該廢渣制取藥用輔料紅氧化鐵的工藝流程如下(部分操作和條件略)

①在步驟Ⅰ中產(chǎn)生的有毒氣體可能有_____________________。

②在步驟Ⅲ操作中,要除去的離子之一為Al3+。若常溫時Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,此時理論上將Al3+ 沉淀完全,則溶液的pH_________。(c(Al3+)≤1.0×10-5mol/L 視為Al3+沉淀完全)

③步驟Ⅳ中,生成FeCO3的離子方程式是____________________________。

(3)氯化鐵溶液稱為化學(xué)試劑中的多面手。向氯化銅和氯化鐵的混合溶液中加入氧化銅粉末會產(chǎn)生沉淀,寫出該沉淀的化學(xué)式______________。請用平衡移動的原理,結(jié)合必要的離子方程式,對此現(xiàn)象作出解釋:__________________________________________________________。

(4)①古老而神奇的藍(lán)色染料普魯士藍(lán)的合成方法如下:

復(fù)分解反應(yīng)Ⅱ的離子方程式是____________________________________________

②如今基于普魯士藍(lán)合成原理可檢測食品中是否含CN-,方案如下:

若試紙交藍(lán)則證明食品中含有CN-,請解釋檢測時試紙中FeSO4的作用:____________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】利用膜技術(shù)原理和電化學(xué)原理制備少量硫酸和綠色硝化劑N2O5,裝置如圖所示,下列說法正確的是( )

A. 電極b反應(yīng)式是O2+4e-+2H2O=4OH-

B. 電解后乙裝置d電極附近溶液的pH不變

C. c電極上的電極反應(yīng)式為N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+

D. 甲中每消耗1mol SO2,乙裝置中有1mol H+通過隔膜

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】11分)已知XYZ三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子,Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。XY可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成負(fù)一價離子。請回答下列問題:

(1)X元素原子基態(tài)時的電子排布式為________,該元素的符號是________。

(2)Y元素原子的價層電子的電子排布圖為________,該元素的名稱是________。

(3)XZ可形成化合物XZ3,該化合物的空間構(gòu)型為________。

(4)已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ3,產(chǎn)物還有ZnSO4H2O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________________________________

(5)比較X的氫化物與同族第二、三周期元素所形成的氫化物穩(wěn)定性、沸點(diǎn)高低并說明理由

_________________________________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電解飽和食鹽水,2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH 生成4mol NaOH,(a為飽和食鹽水),下列說法正確的是

A. X極生成2mol Cl2 B. X極生成2molH2

C. Y極生成4mol Cl2 D. NaOHY極生成

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】加熱N2O5,依次發(fā)生分解反應(yīng):①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)、②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)。在體積為2 L的恒容密閉容器中充入8 mol N2O5,加熱到T ℃時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),此時O2和N2O3的物質(zhì)的量分別為9 mol、3.4 mol,則T ℃時反應(yīng)①的平衡常數(shù)為

A. 10.7 B. 8.5 C. 9.6 D. 10.2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】隨著科技的進(jìn)步,合理利用資源、保護(hù)環(huán)境成為當(dāng)今社會關(guān)注的焦點(diǎn)。甲胺鉛碘(CH3NH3PI3)引用作新敏化太陽能電池的敏化劑,可由CH3NH2、PbI2HI為原料合成;卮鹣铝袉栴}:

1)制取甲胺的反應(yīng)為CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g) H1。

NH3電子式為_______。

②已知該反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下:

則該反應(yīng)的H1=_______kJ·mol1

2)上述反應(yīng)中所需的甲醇可以利用甲烷為原料在催化劑作用下直接氧化來合成。煤炭中加氫氣可發(fā)生反應(yīng):C(s)+2H2(g)CH4(g) H2。在密閉容器中投入碳和H2,控制條件使其發(fā)生該反應(yīng),測得碳的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)及溫度的變化關(guān)系如圖中曲線所示。

①該反應(yīng)的H2_______0(“>” 、“<”“=”),判斷理由是_______

②在4MPa、1100K時,圖中X點(diǎn)v(H2)____ v(H2)(“>”、“<”“=”)。該條件下,將1molC2molH2通入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),平衡時測得的轉(zhuǎn)化率為80%,CH4的體積分?jǐn)?shù)為______。若維持容器體積不變,向其中再加入0.5mo1C1mo1H2,再次達(dá)到平衡后,平衡常數(shù)K_____(增大、減小不變”)

③某化學(xué)興趣小組提供下列四個條件進(jìn)行上述反應(yīng),比較分析后,你選擇的反應(yīng)條件是______(填字母序號)。

A5MPa 800K B6MPa 1000K C10MPa 1000K D10MPa 1100K

3)已知常溫下PbI2飽和溶液(呈黃色)c(Pb2+)=1.0×103mol·L1Pb(NO3)2溶液與KI溶液混合可形成PbI2沉淀,F(xiàn)將濃度為2×103mol·L1Pb(NO3)2溶液與一定濃度的KI溶液等體積混合,則生成沉淀所需KI溶液的最小濃度為______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某課外小組運(yùn)用電化學(xué)原理合成氨,其裝置結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)說法不正確的是

A. 放電時,b極表面H2CO均被氧化

B. 該電池工作時,H+b極區(qū)遷移至a極區(qū)

C. a極的電極反應(yīng)為N2+6H++6e-=2NH3

D. b極區(qū)發(fā)生反應(yīng)CO+H2O=CO2+H2

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