【題目】工業(yè)上設(shè)計(jì)將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程如下:
請(qǐng)回答下列問(wèn)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(guò)程可簡(jiǎn)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) + nH2SO4 (水層)
②中萃取時(shí)必須加入適量堿,其原因是____________________________。
③中X試劑為___________________。
(3)⑤的離子方程式為________________________。
(4)25℃時(shí),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(shí)不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,則溶液中c(Fe3+)<_____________。
(已知:25℃時(shí),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______________和_______。
【答案】SiO2 過(guò)濾 加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動(dòng),提高釩的萃取率[或類似表述,如提高RAn(有機(jī)層)的濃度、百分含量等] H2SO4 NH3·H2O+VO3- =NH4VO3↓+OH- 1.7~1.8(或1.7、1.8其中一個(gè)) 2.6×10-3mol·L-1 氨氣(或氨水) 有機(jī)萃取劑
【解析】
將VOSO4中的K2SO4、SiO2雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程,水溶過(guò)濾得到含VO2+、SO42-、K+的溶液,加入有機(jī)萃取劑分液得到含VO2+的有機(jī)層,再經(jīng)過(guò)反萃取得到水層,加入KClO3氧化VO2+為VO3-,加入氨水調(diào)節(jié)溶液PH形成NH4VO3沉淀,灼燒得到V2O5,以此分析解答;
(1)含有K2SO4、SiO2雜質(zhì)VOSO4水溶后,二氧化硅不溶于水,過(guò)濾得到濾渣為二氧化硅;
(2)③中反萃取時(shí)加入的X試劑是抑制平衡正向進(jìn)行;
(3)依據(jù)氨水與VO3-反應(yīng)配平得到離子方程式;
(4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,⑤中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液pH最佳值為1.8,此時(shí)鋇沉淀率達(dá)到最大,需要氨水量較。灰罁(jù)沉淀溶度積計(jì)算分析;
(5)分析流程圖,物質(zhì)參加反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中又生成可以循環(huán)利用.
(1)對(duì)比操作I前后的物質(zhì),可以判斷VOSO4、K2SO4是易溶易電離的鹽,而二氧化硅是難溶于水的酸性氧化物,因此濾渣的主要成分是SiO2;操作I的目的是從混合物中分離濾渣和溶液,說(shuō)明I是過(guò)濾;
(2)加入堿,堿能中和硫酸,減小硫酸濃度,使R2(SO4)n(水層)+ 2nHA(有機(jī)層)2RAn(有機(jī)層)+ nH2SO4 (水層)的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高釩的萃取率[或類似表述,如提高RAn(有機(jī)層)的濃度、百分含量、充分溶解等];加入X試劑的目的是得到有機(jī)萃取劑HA,因此需要使R2(SO4)n(水層)+ 2nHA(有機(jī)層)2RAn(有機(jī)層)+ nH2SO4 (水層)的平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),且不能引入新的雜質(zhì),因此X為硫酸;
(3)加入氨水提高溶液的pH至1.7~1.8之間時(shí),首先氨水與酸中和生成銨根離子,接著銨根離子與釩酸根離子結(jié)合生成釩酸銨沉淀,即NH3·H2O+H+ = NH4++H2O,NH4++VO3- =NH4VO3↓或NH3·H2O+VO3- =NH4VO3↓+OH-或NH3·H2O+VO3-+H+ =NH4VO3↓+ H2O;
(4)讀表,pH至1.7~1.8之間時(shí),釩沉淀率最高,達(dá)到98.8%;根據(jù)釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系,若釩沉淀率為93.1%,則溶液pH=2.0,則c(H+)=10-2mol/L,由于常溫下水的離子積為1.0×10-14,c(OH-)==10-12mol/L,若不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,則Qc<Ksp,則c(Fe3+)c3(OH-)< 2.6×10-39,則c(Fe3+)< 2.6×10-3mol/L;
(5)圖中萃取步驟消耗有機(jī)萃取劑,反萃取步驟生成有機(jī)萃取劑,因此有機(jī)萃取劑HA可以循環(huán)利用;圖中調(diào)pH需要消耗氨水,焙燒時(shí)生成氨氣,為了防止污染環(huán)境,氨氣回收變?yōu)榘彼虼税睔饣虬彼梢匝h(huán)利用。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。下列說(shuō)法正確的是
A.與足量的Mg充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為
B.時(shí),的中含有的數(shù)目為
C.加熱充分分解,產(chǎn)物中含有的分子數(shù)目為
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,由氦氣和氫氣組成的混合氣體中含有的原子總數(shù)為
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】向NaBr、NaI、Na2SO3混合液中,通入過(guò)量氯氣后,將溶液蒸干并充分灼燒,得到固體剩余物質(zhì)的組成可能是 ( )
A.NaCl Na2SO4
B.NaCl NaBr Na2SO4
C.NaCl Na2SO4 I2
D.NaCl NaI Na2SO4
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:25℃時(shí),0.1000mol·L-lCH3COOH溶液中CH3COOH的電離度(×100%)約為1%。該溫度下,用0.1000mol·L-l氨水滴定10.00mL0.1000mol·L-lCH3COOH溶液,溶液的pH與溶液的導(dǎo)電能力(I)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.M點(diǎn)→N點(diǎn),水的電離程度逐漸增大
B.25℃時(shí),CH3COOH 的電離常數(shù)約為1.0×10-2
C.N點(diǎn)溶液中,c(CH3COO-)>c(NH4+)
D.當(dāng)?shù)稳?/span>20 mL氨水時(shí),溶液中c(CH3COO-)>c(NH4+)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】分類方法在化學(xué)學(xué)科的發(fā)展中起了非常重要的作用,如圖是某反應(yīng)在密閉容器中反應(yīng)前后的分子狀況示意圖,和分別表示不同的原子。對(duì)此反應(yīng)的分類不正確的是( )
A.化合反應(yīng)B.加成反應(yīng)C.可逆反應(yīng)D.氧化還原反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列離子方程式書寫正確的是( )
A.以石墨作電極電解AlCl3溶液:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
B.Fe(OH)3與過(guò)量的HI溶液:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
C.NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液:2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O
D.NaHSO4溶液與Ba(OH)2溶液混合:SO42-+Ba2+=BaSO4↓
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:298K時(shí),Ksp(MnS)=4.65×10-14,Ksp(MnCO3)=2.24×10-11。298K時(shí),MnS、MnCO3在水中沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.圖像中e點(diǎn)處溶液c(Mn2+)≈5.0×10-6
B.常溫下,加水稀釋X溶液可使d點(diǎn)轉(zhuǎn)移到f點(diǎn)
C.其他條件不變,加熱含Y固體的Y溶液可使e點(diǎn)升到f點(diǎn)
D.在MnS和MnCO3飽和溶液中加少量MnCl2,增大
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:pAg=-lgc(Ag+),pX=-lg c(Xn-)。298K時(shí),幾種物質(zhì)的Ksp如下表:
化學(xué)式 | AgCl | AgSCN | Ag2CrO4 |
顏色 | 白 | 淺黃 | 紅 |
Ksp | 1.8×1010 | 1.0×1012 | 2.0×1012 |
AgCl、AgSCN、Ag2CrO4的飽和溶液中,陽(yáng)離子和陰離子的濃度關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.圖中x代表AgCl曲線,z代表AgSCN曲線
B.298K時(shí),在Cl-和CrO42-的物質(zhì)的量濃度均為0.1mol/L的溶液中,滴入少量0.1mol/L的AgNO3溶液,首先產(chǎn)生的是紅色沉淀
C.298K時(shí)若增大p點(diǎn)的陰離子濃度,則y上的點(diǎn)沿曲線向上移動(dòng)
D.298K時(shí)Ag2CrO4(s)+2SCN-(aq) 2AgSCN(s)+CrO42- (aq)的平衡常數(shù)K=2.0×1012
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,用0.100molL-1的NH4SCN溶液滴定25.00mL0.100molL-1AgNO3溶液,以NH4Fe(SO4)212H2O為指示劑,測(cè)得溶液中pSCN=lgc(SCN-)、pAg=lgc(Ag+)隨加入NH4SCN溶液的體積變化如圖所示。已知:Ag++SCN-AgSCN↓,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.滴定至終點(diǎn)時(shí)溶液顏色變?yōu)榧t色,且振蕩后不褪色
B.該溫度下AgSCN的溶度積常數(shù)Ksp=1.0×10-12
C.為防止指示劑失效,溶液應(yīng)維持酸性
D.當(dāng)加入15.00mLNH4SCN溶液時(shí),溶液中c(SO42-)=0.14molL-1
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