【題目】釩及其化合物在特種鋼材的生產(chǎn)、高效催化劑的制備及航天工業(yè)中用途廣泛。工業(yè)上以富釩爐渣(主要成分為V2O5,含少量Fe2O3和FeO等雜質(zhì))為原料提取五氧化二釩的工藝流程如圖所示:
(1)五氧化二釩中釩的化合價為__。
(2)焙燒爐中發(fā)生的主要反應(yīng)化學(xué)方程式為__;也可用氯化鈉和氧氣代替純堿進行焙燒反應(yīng),寫出對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式__,該方法的缺點是:__。
(3)已知NH4VO3難溶于水,在水中的Ksp曲線如圖1所示,則在實驗中進行操作A所需要的玻璃儀器有__;向10mL含NaVO30.2mol/L的濾液中加入等體積的NH4Cl溶液(忽略混合過程中的體積變化),欲使VO3-沉淀完全,則NH4Cl溶液的最小濃度為__。(當(dāng)溶液中某離子濃度小于1×10-5mol/L時,認為該離子沉淀完全)
(4)為研究煅燒過程中發(fā)生的化學(xué)變化,某研究小組取234gNH4VO3進行探究,焙燒過程中減少的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖2所示,則C點所得物質(zhì)化學(xué)式為__,寫出CD段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:__。
【答案】+5價 V2O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑ 2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2 產(chǎn)生有毒氣體氯氣,污染環(huán)境 燒杯、漏斗和玻璃棒 0.206mol/L HVO3 2HVO3V2O5+H2O
【解析】
(1)富釩爐渣(主要成分為V2O5,含少量Fe2O3和FeO等雜質(zhì))加入純堿焙燒,則發(fā)生V2O5與Na2CO3反應(yīng),生成NaVO3和CO2;加水浸提,此時NaVO3及過量的Na2CO3溶解在水中形成溶液,Fe2O3和FeO等不溶而成為濾渣。濾液中加入NH4Cl、H2SO4后,NaVO3與NH4Cl反應(yīng)生成NH4VO3和NaCl,Na2CO3與H2SO4反應(yīng)生成Na2SO4、H2O和CO2氣體;因為NH4VO3難溶于水,所以過濾所得濾渣為NH4VO3,高溫煅燒生成V2O5。
(2)提取坐標圖象中的數(shù)據(jù),可得出當(dāng)c(NH4+)=1×10-4mol/L,溶解達平衡,此時c(VO3-)=3×10-4mol/L,由此可求出Ksp=1×10-4×3×10-4=3×10-8。加入NH4Cl溶液,作用有兩個,一個是將VO3-轉(zhuǎn)化為沉淀,另一個是使溶液中VO3-與NH4+的濃度積滿足溶度積關(guān)系。
(3)在分析熱重曲線時,先預(yù)測反應(yīng)產(chǎn)物,再計算證實。NH4VO3熱分解,應(yīng)先生成酸,然后再再分解生成氧化物。
(1)五氧化二釩中,O顯-2價,依據(jù)化合價的代數(shù)和為0,可求出釩的化合價為+5。答案為:+5;
(2)焙燒爐中,V2O5與Na2CO3反應(yīng)生成NaVO3和CO2,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為V2O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑;用氯化鈉和氧氣代替純堿進行焙燒反應(yīng),則應(yīng)生成NaVO3和Cl2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2;從反應(yīng)方程式可以看出,有Cl2生成,則該方法的缺點是:產(chǎn)生有毒氣體氯氣,污染環(huán)境。答案為:V2O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑;2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2;產(chǎn)生有毒氣體氯氣,污染環(huán)境;
(3)從以上分析可知,操作A為過濾,所需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗和玻璃棒;
由反應(yīng)NaVO3+NH4Cl== NH4VO3↓NaCl,可求出反應(yīng)所需n(NaVO3)=0.01L×0.2mol/L=2×10-3mol;由Ksp=3×10-8,c(VO3-)=1×10-5mol/L,可求出混合溶液中,c(NH4+)=3×10-3mol/L,則NH4Cl溶液的最小濃度為=0.206mol/L。答案為:燒杯、漏斗和玻璃棒;0.206mol/L;
(4)n(NH4VO3)==2mol,C點所得產(chǎn)物中,n(V)=2mol,M==100/mol,100剛好為HVO3的相對分子質(zhì)量,從而得出C點產(chǎn)物為HVO3。在D點,剩余固體質(zhì)量為234g-52g=182g,此時含V的質(zhì)量為2mol×51g/mol/=102g,則含O的質(zhì)量為182g-102g=80g,n(O)==5mol,從而得出D點產(chǎn)物的化學(xué)式為V2O5,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2HVO3V2O5+H2O。答案為:HVO3;2HVO3V2O5+H2O。
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【題目】某化學(xué)小組設(shè)計了如圖甲所示的數(shù)字化實驗裝置,研究常溫下,向1L0.1mol/LH2A溶液中逐滴加入等濃度NaOH溶液時的pH變化情況,并繪制出溶液中含A元素的粒子的物質(zhì)的量分數(shù)與溶液pH的關(guān)系如圖乙所示,則下列說法中正確的是( )
A.pH=4.0時,圖中n(HA-)約為0.0091mol
B.0.1mol/LNaHA溶液中存在c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol/L
C.該實驗應(yīng)將左邊的酸式滴定管換成右邊堿式滴定管并加酚酞作指示劑
D.常溫下,等物質(zhì)的量濃度的NaHA與Na2A溶液等體積混合后溶液pH=3.0
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【題目】以二甲醚(CH3OCH3)酸性燃料電池為電源,電解飽和食鹽水制備氯氣和燒堿,設(shè)計裝置如圖所示。已知:a電扱的反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O,下列說法不正確的是
A. b電極的反應(yīng)式為CH3OCH3+3H2O-12e-==2CO2↑+12H+
B. 試劑A為飽和食鹽水,試刑B為NaOH稀溶液
C. 陽極生成1 mol氣體時,有1mol離子通過離子交換膜
D. 陰極生成1 mol氣體時,理論上導(dǎo)線中流過2 mol e-
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【題目】將轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>的方法為( 。
A.與足量的NaOH溶液共熱后,再通入CO2
B.溶液加熱,通入足量的HCl
C.與稀H2SO4共熱后,加入足量的Na2CO3
D.與稀H2SO4共熱后,加入足量的NaOH
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【題目】2﹣羥基異丁酸乙酯能溶于水,是一種應(yīng)用于有機合成和藥物制造的化工原料。
(1)2﹣羥基異丁酸乙酯的分子式為_________,不同化學(xué)環(huán)境的氫在核磁共振氫譜圖中有不同的吸收峰,則2﹣羥基異丁酸乙酯有_________個吸收峰;
(2)①②的反應(yīng)類型分別為_________,_________;
(3)已知I為溴代烴,I→B的化學(xué)方程式為_________;
(4)縮聚產(chǎn)物F的結(jié)構(gòu)簡式為_________;
(5)下列關(guān)于和的說法正確的有_________(雙選,填字母);
A.后者遇到FeCl3溶液顯紫色,而前者不可
B.兩者都可以與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2
C.兩者都可以與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng),當(dāng)兩者物質(zhì)的量相等時,消耗氫氧化鈉的量不相等
D.兩者都可以與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)
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【題目】為了測定某有機物A的結(jié)構(gòu),做如下實驗:
①將2.3 g該有機物完全燃燒,生成0.1 mol CO2和2.7 g水;
②用質(zhì)譜儀測定其相對分子質(zhì)量,得如圖一所示的質(zhì)譜圖;
③用核磁共振儀處理該化合物,得到如圖二所示圖譜,圖中三個峰的面積之比是1∶2∶3。試回答下列問題:
(1)有機物A的相對分子質(zhì)量是________。
(2)有機物A的實驗式是________。
(3)A的分子式是_______________________________________。
(4)A的結(jié)構(gòu)簡式為___________________________________________。
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【題目】可逆反應(yīng)mA(s)+nB(g) eC(g)+fD(g)反應(yīng)過程中,當(dāng)其他條件不變時,C的體積分數(shù)φ(C)在不同溫度(T)和不同壓強(p)的條件下隨時間(t)的變化關(guān)系如圖所示,下列敘述正確的是
A.達到平衡后,若使用催化劑,C的體積分數(shù)將增大
B.達到平衡后,增加A的質(zhì)量最有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動
C.化學(xué)方程式中,n<e+f
D.當(dāng)平衡后,若溫度升高,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動
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【題目】下列操作中,能使電離平衡H2OH++OH-,向右移動且溶液呈酸性的是 ( )
A.向水中加入NaHSO4溶液
B.向水中加入Al2(SO4)3固體
C.向水中加入Na2CO3溶液
D.將水加熱到100℃,使pH=6
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【題目】研究發(fā)現(xiàn),硝酸越稀,還原產(chǎn)物中氮元素的化合價越低。某同學(xué)取適量的鐵粉和鋁粉的混合物與足量很稀的硝酸充分反應(yīng),無氣體放出。在反應(yīng)結(jié)束后的溶液中,逐滴加入4mol/LNaOH溶液,所加NaOH溶液的體積(ml)與產(chǎn)生的沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.溶液中n(NH4+)=0.012mol
B.混合物中鋁粉與鐵粉物質(zhì)的量的比為1:2
C.測定F點沉淀的質(zhì)量,步驟是:過濾、洗滌、低溫烘干、稱量
D.鋁與該濃度硝酸反應(yīng)的離子方程式為:8Al+30H++3NO3-=8Al3++3NH4++9H2O
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