【題目】工業(yè)上用含三價釩(V2O3)為主的某石煤為原料(含有Al2O3、CaO等雜質(zhì)),鈣化法焙燒制備V2O5,其流程如下:
【資料】:+5價釩在溶液中的主要存在形式與溶液pH的關(guān)系:
pH | 4~6 | 6~8 | 8~10 | 10~12 |
主要離子 | VO2+ | VO3 | V2O74 | VO43 |
(1)焙燒:向石煤中加生石灰焙燒,將V2O3轉(zhuǎn)化為Ca(VO3)2的化學(xué)方程式是______。
(2)酸浸: ① Ca(VO3)2難溶于水,可溶于鹽酸。若焙砂酸浸時溶液的pH=4,Ca(VO3)2溶于鹽酸的離子方程式是______。
② 酸度對釩和鋁的溶解量的影響如圖所示:酸浸時溶液的酸度控制在大約3.2%,根據(jù)如圖推測,酸浸時不選擇更高酸度的原因是______。
(3)轉(zhuǎn)沉:將浸出液中的釩轉(zhuǎn)化為NH4VO3固體,其流程如下:
① 浸出液中加入石灰乳的作用是______。
② 已知CaCO3的溶解度小于Ca3(VO4)2。向Ca3(VO4)2沉淀中加入(NH4)2CO3溶液,可使釩從沉淀中溶出。結(jié)合化學(xué)用語,用平衡移動原理解釋其原因:______。
③ 向(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液,控制溶液的pH=7.5。當(dāng)pH>8時,NH4VO3的產(chǎn)量明顯降低,原因是______。
(4)測定產(chǎn)品中V2O5的純度:
稱取a g產(chǎn)品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液。再加入b1 mL c1 mol·L1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(VO2+ + 2H+ + Fe2+ == VO2+ + Fe3+ + H2O)。最后用c2 mol·L1 KMnO4溶液滴定過量的(NH4)2Fe(SO4)2至終點,消耗KMnO4溶液的體積為b2 mL。已知 MnO4被還原為Mn2+,假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)。則產(chǎn)品中V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是______。(V2O5的摩爾質(zhì)量:182 g·mol1)
【答案】 CaO + O2 + V2O3 ==== Ca(VO3)2 Ca(VO3)2 + 4H+ == 2VO2+ + Ca2+ + 2H2O 酸度大于3.2%時,釩的溶解量增大不明顯,而鋁的溶解量增大程度更大 調(diào)節(jié)溶液的pH,并提供Ca2+,形成Ca3(VO4)2沉淀(富集釩元素) Ca3(VO4)2的濁液中存在平衡Ca3(VO4)2(s)3Ca2+(aq) + 2VO43(aq) ,(NH4)2CO3溶液中的CO32與Ca2+結(jié)合生成更難溶的CaCO3沉淀,c(Ca2+)降低,平衡正向移動,使釩從沉淀中溶出 pH>8時,釩的主要存在形式不是VO3 91(c1b1-5c2b2)/(1000a)
【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)流程:向石煤中加生石灰焙燒,V2O3與氧化鈣和氧氣反應(yīng)生成Ca(VO3)2,化學(xué)方程式是CaO + O2 + V2O3 Ca(VO3)2 ;正確答案:CaO + O2 + V2O3 Ca(VO3)2 。
(2)①根據(jù)信息可知:pH在4~6之間,生成VO2+,所以Ca(VO3)2與鹽酸反應(yīng)離子方程式是:Ca(VO3)2 + 4H+ == 2VO2+ + Ca2+ + 2H2O ;正確答案:Ca(VO3)2 + 4H+ == 2VO2+ + Ca2+ + 2H2O。
②根據(jù)圖像變化可知:酸度大于3.2%時,釩的溶解量增大不明顯,而鋁的溶解量增大程度更大,因此酸浸時不選擇更高酸度;正確答案:酸度大于3.2%時,釩的溶解量增大不明顯,而鋁的溶解量增大程度更大。
(3)①浸出液中含有VO43—,加入石灰乳后生成Ca3(VO4)2沉淀,便于釩元素的富集;正確答案:調(diào)節(jié)溶液的pH,并提供Ca2+,形成Ca3(VO4)2沉淀(富集釩元素)。
② Ca3(VO4)2的濁液中存在平衡Ca3(VO4)2(s)3Ca2+(aq) + 2VO43(aq),(NH4)2CO3溶液中的CO32與Ca2+結(jié)合生成更難溶的CaCO3沉淀,c(Ca2+)降低,平衡正向移動,使釩從沉淀中溶出;因此向Ca3(VO4)2沉淀中加入(NH4)2CO3溶液,可使釩從沉淀中溶出;正確答案:Ca3(VO4)2的濁液中存在平衡Ca3(VO4)2(s)3Ca2+(aq) + 2VO43(aq) ,(NH4)2CO3溶液中的CO32與Ca2+結(jié)合生成更難溶的CaCO3沉淀,c(Ca2+)降低,平衡正向移動,使釩從沉淀中溶出。
③ 根據(jù)信息可知:pH>8時,釩的主要存在形式為V2O74或VO43—等,不是VO3 ,NH4VO3的產(chǎn)量明顯降低;正確答案:pH>8時,釩的主要存在形式不是VO3 。
(4)高錳酸鉀氧化亞鐵離子變?yōu)殍F離子,根據(jù)反應(yīng)規(guī)律:MnO4--- 5Fe2+,消耗KMnO4的量b2×10-3×c2 mol,則消耗亞鐵離子的量為5b2×10-3×c2 mol,再根據(jù)
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【題目】將定量的Na2CO3和NaHCO3的混合物加熱到不再放出氣體時,收集到CO2aL,冷卻后向殘余物中加入足量鹽酸又收集到CO2 2 aL (體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)。則混合物中Na2CO3和NaHCO3的物質(zhì)的量之比為( )
A. 1:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 1:4
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【題目】下列變化中,必須由給出的物質(zhì)與某種氧化劑發(fā)生反應(yīng)才可實現(xiàn)的是( 。
A.NH3→NO
B.Fe3+→Fe2+
C.Cl2→NaClO
D.NO2→HNO3
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【題目】將等物質(zhì)的量K2SO4、NaCl、Ba(NO3)2、AgNO3混合均勻后,置于指定容器中,加入足量的水,經(jīng)攪拌、靜置、過濾。取濾液,用鉑電極電解該濾液一段時間。則兩個極區(qū)析出的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比約為( )
A.35.5∶108 B.108∶35.5
C.8∶1 D.1∶2
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【題目】準(zhǔn)確量取25.00mL高錳酸鉀溶液,可選用的儀器是
A. 25mL酸式滴定管 B. 有刻度的50mL燒杯
C. 25mL堿式滴定管 D. 25mL量筒
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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是( )
A. 100gKHCO3晶體中含有的離子數(shù)為3NA
B. 一定條件下,將71gCl2和足量的PCl3混合充分反應(yīng),可得到NA個PCl5分子
C. 3molFe在純氧中完全燃燒轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8NA
D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L正戊烷中含有共價鍵的數(shù)目為16NA
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【題目】2015年8月12日天津塘沽爆炸的主要原因系倉庫內(nèi)金屬鈉遇水發(fā)生反應(yīng)引發(fā)爆炸.下列有關(guān)說法錯誤的是( 。
A.金屬鈉和水反應(yīng)放熱
B.金屬鈉和水反應(yīng)產(chǎn)生可燃燒的氫氣
C.可在現(xiàn)場使用干沙滅火
D.可在現(xiàn)場使用高壓水槍滅火
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【題目】2005年諾貝爾化學(xué)獎授予了研究烯烴復(fù)分解反應(yīng)的科學(xué)家,以表彰他們作出的卓越貢獻(xiàn)。烯烴復(fù)分解反應(yīng)原理如下:C2H5CH=CHCH3 + CH2=CH2 C2H5CH=CH2 + CH2=CHCH3,現(xiàn)以烯烴C5H10為原料,合成有機物M和N,合成路線如下:
(1)按系統(tǒng)命名法,有機物A的名稱是___________。
(2)B的結(jié)構(gòu)簡式是___________。
(3)CD的反應(yīng)類型是___________。
(4)寫出DM的化學(xué)方程式___________。
(5)寫出EF合成路線(用結(jié)構(gòu)簡式表示有機物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系,箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件)___________。
(6)已知X的苯環(huán)上只有一個取代基,且取代基無甲基,則N的結(jié)構(gòu)簡式為___________。
(7)滿足下列條件的X的同分異構(gòu)體共有___________種,寫出任意一種的結(jié)構(gòu)簡式___________。
①遇FeCl3溶液顯紫色 ②苯環(huán)上的一氯取代物只有兩種
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