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利用工业钒渣(FeO•V2O3,含Al2O3、SiO2等杂质)和β-锂辉矿(LiAlSi2O6,含少量MgO、CaCO3等杂质)制备锂电极材料的填充物磷酸钒锂[Li3V2(PO43]的流程如图:

已知:
①有机萃取剂(HR)易萃取VO2+:VOSO4+2HR(有机层)⇌VOR2(有机层)+H2SO4
②V2O5微溶于水,具有强氧化性,属于两性氧化物;草酸具有强还原性,加热易分解;
③向Na3VO4溶液(加热生成
VO
-
3
)中加酸,不同pH对应的主要存在形式如下表:
pH ≥13 10.6~12 约8.4 3~8 约2 <1
存在形式
VO
3
-
4
V2
O
4
-
7
V3
O
3
-
9
V10
O
6
-
28
V2O5
VO
+
2
④当某离子浓度≤10-5mol•L-1时,可认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时钒渣中V、Al、Si元素转化为NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3等可溶性钠盐,FeO•V2O3发生反应的化学方程式为
4[FeO•V2O3]+5O2+4Na2CO3
高温
2Fe2O3+8NaVO3+4CO2
4[FeO•V2O3]+5O2+4Na2CO3
高温
2Fe2O3+8NaVO3+4CO2
;“还原”过程中通入足量SO2,则还原产物为
VO2+、Fe2+
VO2+、Fe2+
(填离子符号)。
(2)“沉钒”时,加入KClO3不能过量的原因是
KClO3氧化VO2+离子时,生成Cl-,过量KClO3与Cl-生成氯气污染环境
KClO3氧化VO2+离子时,生成Cl-,过量KClO3与Cl-生成氯气污染环境
,加硫酸需控制pH约为
2
2

(3)用草酸溶解“滤渣Ⅱ”时,需要水浴加热控制70℃左右,滤渣Ⅱ溶解的化学方程式为
V2O5+5H2C2O4=V2(C2O43+4CO2+5H2O
V2O5+5H2C2O4=V2(C2O43+4CO2+5H2O
,温度超过70℃时,滤渣Ⅱ溶解速率反而减慢的可能原因是
超过70℃,草酸加热分解
超过70℃,草酸加热分解

(4)“滤渣Ⅲ”主要成分是
H2SiO3、CaSO4
H2SiO3、CaSO4
。若净化时溶液中c(Ca2+)和c(Li+)分别为0.01mol•L-1、1.0mol•L-1,则加入Na2CO3时,理论上c(
CO
2
-
3
)应控制的范围为
2.5×10-4mol/L≤c(
CO
2
-
3
)<1.6×10-3mol/L
2.5×10-4mol/L≤c(
CO
2
-
3
)<1.6×10-3mol/L
,使Ca2+和Li+分离[已知Ksp(CaCO3)=2.5×10-9,Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3]。

【答案】4[FeO•V2O3]+5O2+4Na2CO3
高温
2Fe2O3+8NaVO3+4CO2;VO2+、Fe2+;KClO3氧化VO2+离子时,生成Cl-,过量KClO3与Cl-生成氯气污染环境;2;V2O5+5H2C2O4=V2(C2O43+4CO2+5H2O;超过70℃,草酸加热分解;H2SiO3、CaSO4;2.5×10-4mol/L≤c(
CO
2
-
3
)<1.6×10-3mol/L
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/24 14:0:35组卷:37引用:1难度:0.6
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  • 1.我国青藏高原的盐湖中蕴藏着丰富的锂资源,已探明的储量约三千万吨,碳酸锂制备高纯金属锂的一种工艺流程如图。下列有关说法错误的是(  )

    发布:2025/1/6 7:30:5组卷:28引用:2难度:0.9
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质)。用该烧渣制取药用辅料-红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (4)煅烧A的反应方程式是
     

    (5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示)。

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5
  • 3.查阅资料:CaO、MgO在高温下与C难反应,但能与SiO2反应.硫铁矿烧渣是一种工业废渣(含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质),该烧渣可用于制取氧化铁,具体化工生产工艺流程如下:

    (1)焙烧时产生的主要有害气体是
     

    (2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.1
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