Question

【題目】偏釩酸鎂在化工“新型材料”光電領域有著重要的用途。以硼泥[主要成分是MgO（52.1%),還有Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質]為原料設計制備偏釩酸鎂的生產(chǎn)工藝如圖所示：

回答下列問題：

(l)Mg(VO3)2 中V的化合價為_____,副產(chǎn)物的電子式為_______。

(2）酸浸時，反應溫度需控制在80℃，在實驗室可采取的措施為______。寫出”酸浸”后溶液中存在的金屬陽離子_______，廢渣1可用于制作_______，該物質在信息傳輸中具有重要應用。

(3)“除雜”過程加人雙氧水的目的是_______（用離子方程式表示）。此過程中使Fe3+、Al3+濃度均小于l×10-6mol·L-1，在室溫下需調節(jié)pH范圍為__________[已知Ksp[Fe(OH)3]= 1×10-39, Ksp[Al(OH)]=1×10-33, pH=9.3時，Mg2+開始沉淀]。

(4）如何檢驗濾液中Fe3+是否被除盡，簡述檢驗操作：__________。

(5）偏釩酸氨可由VOSO4溶液中加入氯酸鉀將其氧化，然后用氨水調節(jié)pH即可制得，寫出VO2+被氯酸鉀氧化的離子方程式_________。

(6）現(xiàn)用a t硼泥生產(chǎn)Mg(VO3)2，若生產(chǎn)過程的產(chǎn)率為6%，則能生產(chǎn)出Mg(VO3)2產(chǎn)品的

質量為_________t （用含a、b的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】 +5 水浴加熱 Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+ 光導纖維 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++H2O 5<pH<9.3 取少量濾液于試管中，向其中滴幾滴硫氰化鉀溶液，如果溶液不變紅色，說明濾液中不含F(xiàn)e3+，F(xiàn)e3+被除盡，如果溶液變紅色，說明濾液中含F(xiàn)e3+, Fe3+未被除盡 6VO2-+ ClO3-+9H2O=Cl-+6VO3-+18H+

【解析】試題分析： (l) 根據(jù)化合價代數(shù)和等于0計算Mg(VO3)2 中V的化合價；偏釩酸銨與氯化鎂反應生成副產(chǎn)物是氯化銨。

(2）一般用水浴加熱的方法準確控制反應溫度。SiO2與鹽酸不反應， MgO、Fe2O3、FeO、Al2O3分別與鹽酸反應生成氯化鎂、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋁，廢渣1是SiO2。

(3)加入雙氧水可以把Fe2+氧化為Fe3+。因氫氧化鋁的溶解度大于氫氧化鐵，根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1×10-33計算Al3+濃度均小于l×10-6mol·L-1時OH-濃度，判斷PH最小值，為防止Mg2+沉淀，控制PH的最大值為9.3。

(4）Fe3+與硫氰化鉀溶液反應，溶液變紅色。

(5）VO2+被氯酸鉀氧化為VO3-，根據(jù)得失電子守恒平衡方程式。

(6）根據(jù)鎂元素守恒計算能生產(chǎn)出Mg(VO3)2產(chǎn)品的質量。

解析：根據(jù)以上分析，(l) Mg(VO3)2 中V的化合價+5；偏釩酸銨與氯化鎂反應生成副產(chǎn)物是氯化銨，氯化銨是離子化合物，電子式為。

(2）用水浴加熱的方法準確控制反應溫度為80℃。SiO2與鹽酸不反應， MgO、Fe2O3、FeO、Al2O3分別與鹽酸反應生成氯化鎂、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鋁，濾液中的陽離子有Mg2+、Fe2+、Fe3+、Al3+，廢渣1是SiO2，可用于制造光導纖維。

(3)加入雙氧水可以把Fe2+氧化為Fe3+，離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++H2O。因氫氧化鋁的溶解度大于氫氧化鐵，根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1×10-33，Al3+濃度均小于l×10-6mol·L-1時c(OH-)> , PH最小值5，為防止Mg2+沉淀，控制PH的最大值為9.3，所以PH的范圍是5<pH<9.3。

(4）取少量濾液于試管中，向其中滴幾滴硫氰化鉀溶液，如果溶液不變紅色，說明濾液中不含F(xiàn)e3+，F(xiàn)e3+被除盡，如果溶液變紅色，說明濾液中含F(xiàn)e3+, Fe3+未被除盡。

(5）VO2+被氯酸鉀氧化為VO3-，離子方程式為6VO2-+ ClO3-+9H2O=Cl-+6VO3-+18H+。

(6）設能生產(chǎn)出Mg(VO3)2產(chǎn)品的質量為xt

MgO ~~~~~~ Mg(VO3)2（52.1%

40 222

a×52.1%×b% x

，x=。