【題目】金屬釩(V)及其化合物有著廣泛的用途。請回答以下問題:

(1)釩在溶液中的主要聚合狀態(tài)與溶液的pH關(guān)系如圖1所示。V2O74-V元素的化合價是_____,請寫出溶液中VO3-轉(zhuǎn)化為V2O74-的離子方程式:________________________

(2)“弱堿性銨鹽沉釩法”原理是在含有釩元素的溶液中加入銨鹽后形成NH4VO3沉淀,圖2是在工業(yè)生產(chǎn)中不同pH環(huán)境下沉釩率的測定值。實際工業(yè)生產(chǎn)中常選擇pH=7.5為沉釩的最佳條件,當(dāng)pH超過8.0時沉釩率降低,其原因是溶液中VO3-轉(zhuǎn)化為V2O74-____________________________________。(請另寫出一點原因)

(3)NH4VO3在高溫下分解產(chǎn)生的V2O5可作為硫酸工業(yè)中2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=p的催化劑,其催化原理如圖3所示。

①過程a和過程b的化學(xué)方程式為:V2O5(s)+SO2(g)=V2O4(s)+SO3(g) H = q;V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(s) H = r 請寫出過程c的熱化學(xué)方程式:_________________。

t2℃下,反應(yīng):2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)H>0;SO3的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(p)的關(guān)系如圖所示。

t℃下,將2molSO3置于10L密閉容器中,反應(yīng)達平衡后,體系總壓強為0.10MPa。B點的化學(xué)平衡常數(shù)的值是__________

【答案】+5 2VO3-+2OH-V2O74-+H2O pH過大,溶液中的NH4+會轉(zhuǎn)化為NH3·H2O 2VOSO4(s)=V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g)H=p-q-r 0.00125

【解析】

1)根據(jù)離子中化合價代數(shù)和等于離子所帶電荷計算元素化合價;根據(jù)圖示,在堿性溶液中VO3-轉(zhuǎn)化為V2O74-;(2)當(dāng)pH超過8.0時,溶液中VO3-轉(zhuǎn)化為V2O74-、溶液中的NH4+會轉(zhuǎn)化為NH3·H2O,所以導(dǎo)致沉釩率降低;(3)①根據(jù)蓋斯定律計算過程c的熱化學(xué)方程;②利用“三段式”計算平衡常數(shù)

1)設(shè)V2O74-V元素的化合價是x,則2x+(-2)7=-4x=+5,所以V2O74-V元素的化合價是+5;根據(jù)圖示,在堿性溶液中VO3-轉(zhuǎn)化為V2O74-,轉(zhuǎn)化的離子方程式是2VO3-+2OH-V2O74-+H2O,故答案為:+5,2VO3-+2OH-V2O74-+H2O;

2)當(dāng)pH超過8.0時,溶液中VO3-轉(zhuǎn)化為V2O74-、溶液中的NH4+會轉(zhuǎn)化為NH3·H2O,所以導(dǎo)致沉釩率降低,故答案為:pH過大,溶液中的NH4+會轉(zhuǎn)化為NH3·H2O

3)①已知①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=p

V2O5(s)+SO2(g)=V2O4(s)+SO3(g)H=q

V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(g)H=r

根據(jù)蓋斯定律,①--③得2VOSO4(s)=V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g)H=p-q-r,故答案為:2VOSO4(s)=V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g)H=p-q-r;

根據(jù)A點得

A點的平衡常數(shù)A、B溫度相同、平衡常數(shù)相同,所以B點的平衡常數(shù)是0.00125,故答案為:0.00125。

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】廢水對自然環(huán)境有嚴重的破壞作用,水污染治理刻不容緩,BMOBi2MoO6)是一種高效光催化劑,可用于光催化降解苯酚,原理如圖所示。下列說法不正確的是(

A.該過程中O2-e-=O2-

B.①和②中BMO+O-都表現(xiàn)較強氧化性

C.催化劑BMO能降低反應(yīng)的反應(yīng)熱和活化能

D.該過程為放熱反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】生活污水中的氮和磷主要以銨鹽和磷酸鹽形式存在,可用電解法從溶液中去除。電解裝置如圖:以鐵作陰極、石墨作陽極,可進行除氮;翻轉(zhuǎn)電源正負極,以鐵作陽極、石墨作陰極,可進行除磷。

I.電解除氮

1)在堿性溶液中,NH3能直接在電極放電,轉(zhuǎn)化為N2,相應(yīng)的電極反應(yīng)式為:_______

2)有Cl-存在時,除氮原理如圖1所示,主要依靠有效氯(HClO、ClO-)將NH4+ NH3氧化為N2。在不同pH條件下進行電解時,氮的去除率和水中有效氯濃度如圖2

①當(dāng)pH<8時,主要發(fā)生HClO氧化NH4+ 的反應(yīng),其離子方程式為:____________。

②結(jié)合平衡移動原理解釋,當(dāng)pH<8時,氮的去除率隨pH的降低而下降的原因是:_____。

③當(dāng)pH>8時,ClO-發(fā)生歧化導(dǎo)致有效氯濃度下降,而氮的去除率卻并未明顯下降,可能的原因是(答出一點即可):______。

II.電解除磷

3)除磷的原理是利用Fe2+ PO43- 轉(zhuǎn)化為Fe3(PO4)2沉淀。

①用化學(xué)用語表示產(chǎn)生Fe2+的主要過程:_______________

②如圖為某含Cl- 污水在氮磷聯(lián)合脫除過程中溶液pH的變化。推測在20-40 min時脫除的元素是________。

4)測定污水磷含量的方法如下:取100mL污水,調(diào)節(jié)至合適pH后用AgNO3溶液使磷全部轉(zhuǎn)化為Ag3PO4沉淀。將沉淀過濾并洗滌后,用硝酸溶解,再使用NH4SCN溶液滴定產(chǎn)生的Ag+,發(fā)生反應(yīng)Ag++SCN-=AgSCN↓,共消耗c mol/LNH4SCN溶液V mL。則此污水中磷的含量為___mg/L(以磷元素計)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】汽車尾氣和燃煤尾氣是造成霧霾的主要原因之一。

(1)工業(yè)上利用甲烷催化還原NO,可減少氮氧化物的排放。

已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ·mol1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH =-1160kJ·mol1

甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為____________________________。

(2)減少汽車尾氣污染的原理為2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH0。向恒溫恒容密閉容器中充入NOCO,用傳感器測得的數(shù)據(jù)如下表所示:

時間/s

0

1

2

3

4

c(NO)/×10-3mol·L1

9.00

4.00

2.00

1.00

1.00

c(CO)/×10-3mol·L1

9.00

4.00

2.00

1.00

1.00

①為了提高尾氣處理的效果,可采取的措施有____________(寫出兩種即可)。

②此條件下達到平衡時,計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________。

(3)工業(yè)上用氫氧化鈉溶液來同時吸收SO2和氮的氧化物氣體(NOx),可得到Na2SO3、NaHSO3NaNO2NaNO3等溶液。(已知:常溫下,HNO2的電離常數(shù)為Ka=7×10-4,H2SO3的電離常數(shù)為Ka1=1.2×10-2、Ka2=5.8×10-8)。

①常溫下,相同濃度的Na2SO3、NaNO2溶液中pH較大的是________溶液。

②常溫下,NaHSO3_________性(填“酸”“堿”或“中”),判斷的理由是________________________________________________(通過計算說明)。

(4)鈰素(Ce)常見有+3、+4兩種價態(tài)。NO可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2-、NO3-(二者物質(zhì)的量之比為11)。可采用電解法將上述吸收液中的NO2-轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì),同時再生Ce4+,其原理如圖所示。

Ce4+從電解槽的__________(填字母代號)口流出。

②寫出陰極的電極反應(yīng)式______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鉛氧化還原液流電池是一種新型儲能電池。該電池以酸性甲基磺酸鉛溶液為電解液,簡化的工作原理如圖所示,下列說法正確的是

A.放電時,H+經(jīng)過循環(huán)泵向Pb電極移動

B.放電時,負極反應(yīng)式為Pb-2e- +SO42- = PbSO4

C.充電時,電解液中H+、Pb2+的物質(zhì)的量濃度均減小

D.充電時,陽極反應(yīng)式為Pb2+ +2H2O-2e- = PbO2 +4H+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,下列說法中不正確的是(  )

A.1 mol該有機物和過量的金屬鈉反應(yīng)最多可以生成1.5 mol H2

B.該有機物最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物質(zhì)的量之比為322

C.可以用酸性KMnO4溶液檢驗其中的碳碳雙鍵

D.該有機物能夠在催化劑作用下發(fā)生酯化反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】研究表明,氮氧化物和二氧化硫在形成霧霾時與大氣中的氨有關(guān)(如下圖所示)。下列敘述錯誤的是

A. 霧和霾的分散劑相同

B. 霧霾中含有硝酸銨和硫酸銨

C. NH3是形成無機顆粒物的催化劑

D. 霧霾的形成與過度施用氮肥有關(guān)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】正丁醚是一種用途很廣的化工產(chǎn)品,毒性和危險性小,是安全性很高的有機溶劑,對許多天然及合成油脂、樹脂、橡膠、有機酸酯、生物堿等都有很強的溶解能力,還可作為電子級清洗劑和多種有機合成材料。可通過以下反應(yīng)原理制取正丁醚:

2CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O

己知相關(guān)物質(zhì)的部分信息如下:

沸點()

密度(g/cm3)

溶解度(g)

相對分子質(zhì)量

正丁醇

117.7

0.81

7.9

74

正丁醚

142

0.77

不溶于水

130

某課外化學(xué)學(xué)習(xí)小組查閱相關(guān)資料設(shè)計了以下實驗步驟合成正丁醚:

①在100 mL兩口燒瓶中加入30.0 mL正丁醇、5.0 mL濃硫酸和幾粒沸石,充分搖勻。在分水器中加入3.0 mL飽和食鹽水,按圖甲組裝儀器,接通冷凝水;

②反應(yīng):在電熱套上加熱,使瓶內(nèi)液體微沸,回流反應(yīng)約1小時。當(dāng)餾液充滿分水器時,打開分水器放出一部分水。當(dāng)水層不再變化,瓶中反應(yīng)溫度達150 ℃,反應(yīng)己基本完成,停止加熱;

③蒸餾:待反應(yīng)液冷卻后,拆下分水器,將儀器改成蒸餾裝置如圖丙,再加幾粒沸石,蒸餾,收集餾分;

④精制:將餾出液倒入盛有10 mL水的分液漏斗中,充分振搖,靜置棄去水液,有機層依次用5 mL水,3 mL 5% NaOH溶液、3 mL水和3 mL飽和氯化鈣溶液洗滌,分去水層,將產(chǎn)物放入潔凈干燥的小錐形瓶中,然后加入0.20.4 9無水氯化鈣,再將液體轉(zhuǎn)入裝置丙中進行蒸餾,收集到餾分9.0 mL。

. . .

請根據(jù)以上操作回答下列問題:

(1)制備正丁醚的反應(yīng)類型是___,儀器d的名稱是____。

(2)在步驟①中添加試劑的順序是____。相比裝置乙,裝置甲的優(yōu)點是 ___

(3)在步驟②中采用電熱套加熱而不采用酒精燈直接加熱的原因可能是____。

(4)在步驟③中收集餾分適宜的溫度范圍為____(填正確答案標(biāo)號)

A.115℃~ll9 B.140℃~144 C. 148℃~152

(5)在精制中,有機層在____(”),加入無水氯化鈣的作用是____。

(6)本小組實驗后所得正丁醚的產(chǎn)率約為 ___%(計算結(jié)果保留一位小數(shù))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】4種短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,其原子的最外層電子數(shù)之和為19,WX元素原子內(nèi)質(zhì)子數(shù)之比為1:2,X2+Z-離子的電子數(shù)之差為8,下列說法不正確的是 ( )

A. W相鄰的同主族元素可制成重要的半導(dǎo)體材料

B. X單質(zhì)不可能置換出W單質(zhì)

C. 元素原子半徑從大到小的順序是XY、Z

D. WY、Z元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物中酸性最強的是HZO4

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