【題目】釩(V)為過渡元素,可形成多價態(tài)化合物,全釩液流電池是一種新型的綠色環(huán)保儲能系統(tǒng),工作原理如下圖:

已知:

離子種類

VO2+

VO2+

V3+

V2+

顏色

黃色

藍色

綠色

紫色

1)全釩液流電池放電時V2+發(fā)生氧化反應(yīng),該電池放電時總反應(yīng)式是_______

2)當(dāng)完成儲能時,正極溶液的顏色是 __________

3)質(zhì)子交換膜的作用是_________

4)含釩廢水會造成水體污染,對含釩廢水(除VO2+外,還含Fe3+等)進行綜合處理可實現(xiàn)釩資源的回收利用,流程如下:

已知溶液酸堿性不同釩元素的存在形式不同:

釩的化合價

酸性

堿性

+4

VO2+

VO(OH)3-

+5

VO2+

VO43-

濾液中釩元素的主要存在形式為_______

濾渣在空氣中由灰白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色,用化學(xué)用語表示加入NaOH后生成沉淀的反應(yīng)過程_______________、____________。

萃取、反萃取可實現(xiàn)釩的分離和富集,過程可簡單表示為(HA為有機萃取劑):

萃取時必須加入適量堿,其原因是 __________

純釩可由熔鹽電解法精煉,粗釩(含雜質(zhì))作____極。

【答案】V2+ +VO2++2H+=V3++VO2++H2O 黃色 阻隔氧化劑與還原劑,使氫離子通過形成電流 VO(OH)3- Fe2+ + 2OH-=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率 陽極

【解析】

1B極是V2+失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成V3+,AVO2+得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成VO2+,根據(jù)電極反應(yīng)式書寫總反應(yīng)式;

2)儲能為充電過程,正極和外接電源正極相連,本身作陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)方程式為:VO2+- e-+H2O= VO2++2H+;

3)質(zhì)子交換膜的作用是阻隔氧化劑與還原劑,使氫離子通過形成電流;

4)①由流程可知濾液為堿性且加入鐵粉后VO2+被還原為VO(OH)3-;

Fe2+ + 2OH-=Fe(OH)2、4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 。

③分析平衡,,加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率;

電解法精煉釩,用粗釩作極,發(fā)生氧化反應(yīng)。

1因為放電時,已知B極是V2+失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成V3+,所以A極會得到電子發(fā)生還原反應(yīng),故電極反應(yīng)方程式為:VO2++e-+2H+=VO2++H2O,故電池放電時總反應(yīng)式是V2+ +VO2++2H+=V3++VO2++H2O,

故答案是:V2+ +VO2++2H+=V3++VO2++H2O;

2)儲能為充電過程,正極和外接電源正極相連,本身作陽極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)方程式為:VO2+- e-+H2O= VO2++2H+,所以當(dāng)完成儲能時,正極溶液的顏色是黃色;

故答案是:黃色;

3)由電池放電時總反應(yīng)式V2++VO2++2H+=V3++VO2++H2O可知,兩電極的物質(zhì)混合會發(fā)生反應(yīng),故質(zhì)子交換膜的作用是阻隔氧化劑與還原劑,使氫離子通過形成電流;

故答案是:阻隔氧化劑與還原劑,使氫離子通過形成電流;

4)①根據(jù)表中信息,由流程可知濾液為堿性且加入鐵粉后VO2+被還原為VO(OH)3-,所以釩元素的主要存在形式為VO(OH)3-,

故答案是:VO(OH)3-

②加入氫氧化鈉之后,由灰白色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色,這是亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子,反應(yīng)過程為Fe2+ + 2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。

故答案為:Fe2+ + 2OH-=Fe(OH)2; 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

③分析平衡,加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率,

故答案為:加入堿中和硫酸,促使平衡正向移動,提高釩的萃取率;

電解法精煉釩,用粗釩作極,發(fā)生氧化反應(yīng),

故答案為:陽極。

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】下列敘述正確的有___個(

用電子式表示MgCl2的形成過程為:

兩個不同種非金屬元素的原子間形成的化學(xué)鍵都是極性鍵

離子化合物在熔融狀態(tài)時能夠?qū)щ?/span>

含有非極性鍵的化合物一定是共價化合物

元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素

次氯酸的電子式:

離子化合物中一定含有離子鍵

A.1B.2C.3D.4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下表為元素周期表的一部分,請參照元素在表中的位置,用相應(yīng)的化學(xué)用語回答下列問題:

周期

IA

0

1

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

2

3

(1)表中用序號標(biāo)出的10種元素中,化學(xué)性質(zhì)最不活潑的元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖是_____________________________。

(2)④、、的原子半徑由小到大的順序為___________(用元素符號作答)。

(3)②、、的最高價氧化物的水化物的酸性由弱到強的順序是______________(用化學(xué)式作答)。

(4)由表中兩種元素的原子按11組成的共價化合物M,M為常見液態(tài)化合物,其稀溶液易被催化分解,請寫出M的電子式_____________,M的結(jié)構(gòu)式_____________

(5)寫出元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物分別與元素、的最高價氧化物對應(yīng)水化物的水溶液反應(yīng)的離子方程式_____________、_____________。

(6)⑥的金屬性強于,下列表述中能證明這一事實的是_____________

a的單質(zhì)和的單質(zhì)熔沸點不同

b的最高價氧化物水化物的堿性比的最高價氧化物水化物的堿性強

c最外層的電子數(shù)比

d的單質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)比的緩和一些

(7)①形成的氣態(tài)氫化物與形成的氣態(tài)氫化物相比較,_____________沸點高(填化學(xué)式),理由是_______________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】清華大學(xué)王曉琳教授首創(chuàng)三室膜電解法制備LiOH,其工作原理如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是

A. X電極連接電源負極

B. N為陽離子交換膜

C. Y電極反應(yīng)式為 O2+2H2O+4e-=4OH-

D. 制備2.4g LiOH產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24 L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定溫度下,某容積可變的密閉容器中,建立下列化學(xué)平衡:C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)。下列敘述中不能說明上述可逆反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (  )

A.體系的壓強不再發(fā)生變化

B.v(CO)v(H2O)

C.生成n mol CO的同時生成n mol H2

D.1 mol H—H鍵斷裂的同時斷裂2 mol H—O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某化學(xué)小組制備氫氧化鐵膠體:潔凈的小燒杯盛適量蒸餾水,用酒精燈加熱至沸騰,向燒杯中逐滴加入1 mol·L1氯化鐵溶液,至液體呈透明的紅褐色。回答下列問題:

(1)氫氧化鐵膠體中微粒直徑的范圍是________________。

(2)檢驗?zāi)z體制備成功的操作是__________________________________。

(3)實驗中手不慎被玻璃割破,可用氯化鐵溶液應(yīng)急止血,主要原因是____________(填序號)。

①氯化鐵溶液具有殺菌消毒的作用

②氯化鐵溶液能使血液膠體凝固

③氯化鐵溶液能產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀堵住傷口

④氯化鐵溶液能使血液發(fā)生化學(xué)變化

(4)制備膠體的化學(xué)方程式為_______。如果將1molFeCl3全部制成膠體,膠粒數(shù)目______NA(選填“大于”“等于”“小于”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】近日,我國科研團隊研發(fā)出一種藍藻人造葉片系統(tǒng),其核心是一種可以向細胞外分泌蔗糖的藍藻,其工作原理如圖。下列說法不正確的是

A. 該系統(tǒng)利用了藍藻的光合作用

B. 理論上,系統(tǒng)出水量小于進水量

C. 可用銀氨溶液檢驗產(chǎn)物中是否含蔗糖

D. 該系統(tǒng)有望為人類探索太空時解決生存難題提供新思路

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】不同條件下,用O2氧化a mol/L FeCl2溶液過程中所測的實驗數(shù)據(jù)如圖所示。下列分析或推測合理的是

A. 由①、②可知, pH越大,+2價鐵越易被氧化

B. 由②、③推測,若pH7+2價鐵更難被氧化

C. 由①、③推測,FeCl2O2氧化的反應(yīng)為放熱反應(yīng)

D. 60℃、pH=2.5時, 4 h內(nèi)Fe2+的平均消耗速率大于 0.15a mol/(L·h)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】運用相關(guān)原理,回答下列各小題:

(1)25℃時,某FeCl3溶液的pH=2,則此溶液中由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=___________用離子方程式表示FeCl3溶液用于凈水的原因______________________。

(2)已知NaHSO4在水中的電離方程式 NaHSO4 = Na++H++SO42-。在NaHSO4溶液中c(H+)______c(OH-)+c(SO42-)(“>”、“=”“<”下同);用硫酸氫 鈉與氫氧化鋇溶液制取硫酸鋇,若溶液中SO42-完全沉淀,則反應(yīng)后溶液的pH______7

(3)分析下表提供的數(shù)據(jù):

化學(xué)式

電離常數(shù)

HClO

Ka=3×10-8

H2CO3

Ka1=4.3×10-7

Ka2=5.6×10-11

84消毒液(有效成分為NaClO)久置于空氣中會失效,寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式: _____________________________________________

②判斷在等濃度的NaClO、NaHCO3混合溶液中,各種離子濃度由大到小的順序: ____________

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同步練習(xí)冊答案