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(PO4)3]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:
VO
-
3
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 |
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 2Fe2O3+8NaVO3+4CO2
高温
4[FeO•V2O3]+5O2+4Na2CO3 2Fe2O3+8NaVO3+4CO2
;“还原”过程中通入足量SO2,则还原产物为 高温
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(C2O4)3+4CO2+5H2O
V2O5+5H2C2O4=V2(C2O4)3+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
2.5×10-4mol/L≤c()<1.6×10-3mol/L
CO
2
-
3
2.5×10-4mol/L≤c()<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]。CO
2
-
3
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】4[FeO•V2O3]+5O2+4Na2CO3 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(C2O4)3+4CO2+5H2O;超过70℃,草酸加热分解;H2SiO3、CaSO4;2.5×10-4mol/L≤c()<1.6×10-3mol/L
高温
CO
2
-
3
【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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(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
(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发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5 -
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(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:
(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
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