试卷征集
加入会员
操作视频

为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员研制了一种回收V2O5的新工艺,主要流程如图。

已知:i.部分含钒物质常温下在水中的溶解性如下表所示:
物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO22SO4
溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶
ii.
VO
+
2
+2OH-
VO
-
3
+H2O。
回答下列问题:
(1)用水浸泡废钒催化剂,为了提高单位时间内废钒的浸出率,可以采取的措施为
粉碎废钒
粉碎废钒
粉碎废钒、搅拌或适当升温
粉碎废钒、搅拌或适当升温
(写两条)。
(2)滤液1和滤液2中含钒的主要物质成分相同。在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应的化学方程式为
V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O
V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O

(3)生成
VO
+
2
的反应中消耗1molKClO3时转移6mol电子,该反应的离子方程式为
6VO2++
C
l
O
-
3
+3H2O═6
VO
+
2
+Cl-+6H+
6VO2++
C
l
O
-
3
+3H2O═6
VO
+
2
+Cl-+6H+

(4)结合化学用语,用平衡移动原理解释加入氨水的作用为
作用1:溶液中存在平衡:
VO
+
2
+2OH⇌
VO
-
3
+H2O,加入氨水,使OH-浓度增大,该平衡正移,从而使
VO
+
2
尽可能都转化为
VO
-
3
;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)⇌
NH
+
4
(aq)+
VO
-
3
(aq),加入氨水,使
NH
+
4
浓度增大,该平衡逆移,从而使NH4VO3尽可能沉淀析出
作用1:溶液中存在平衡:
VO
+
2
+2OH⇌
VO
-
3
+H2O,加入氨水,使OH-浓度增大,该平衡正移,从而使
VO
+
2
尽可能都转化为
VO
-
3
;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)⇌
NH
+
4
(aq)+
VO
-
3
(aq),加入氨水,使
NH
+
4
浓度增大,该平衡逆移,从而使NH4VO3尽可能沉淀析出

(5)最后钒以NH4VO3的形式沉淀出来。以沉钒率(NH4VO3沉淀中V的质量和废催化剂中V的质量之比)表示该步反应钒的回收率。请解释如图温度超过80℃以后,沉钒率下降的可能原因是
原因1:温度升高,NH4VO3溶解度增大,沉钒率下降;原因2:温度升高,氨水受热分解逸出溶液,使
NH
+
4
浓度下降,沉钒率下降;原因3:温度升高,氨水受热分解逸出溶液,使OH-浓度下降,
VO
+
2
+2OH-
VO
-
3
+H2O,该平衡逆移,导致
VO
-
3
浓度下降,沉钒率下降;原因4:平衡
VO
+
2
+2OH-
VO
-
3
+H2O,正反应可能是放热反应,温度升高,该平衡逆移,导致
VO
-
3
浓度下降,沉钒率下降
原因1:温度升高,NH4VO3溶解度增大,沉钒率下降;原因2:温度升高,氨水受热分解逸出溶液,使
NH
+
4
浓度下降,沉钒率下降;原因3:温度升高,氨水受热分解逸出溶液,使OH-浓度下降,
VO
+
2
+2OH-
VO
-
3
+H2O,该平衡逆移,导致
VO
-
3
浓度下降,沉钒率下降;原因4:平衡
VO
+
2
+2OH-
VO
-
3
+H2O,正反应可能是放热反应,温度升高,该平衡逆移,导致
VO
-
3
浓度下降,沉钒率下降
(写两条)。

(6)测定产品中V2O5的纯度称取ag产品,先用硫酸溶解,得到(VO22SO4溶液,再加入b1mLc1mol•L-1H2C2O4溶液(2
VO
+
2
+H2C2O4+2H+═2VO2++2CO2↑+2H2O),最后用c2mol•L-1KMnO4溶液滴定过量的H2C2O4至终点,消耗KMnO4溶液的体积为b2mL。已知
M
n
O
-
4
被还原为Mn2+,假设杂质不参与反应。则产品中V2O5(摩尔质量:182g•mol-1)的质量分数是
182
b
1
c
1
-
2
.
5
b
2
c
2
1000
a
×100%
182
b
1
c
1
-
2
.
5
b
2
c
2
1000
a
×100%
(列出计算式)。

【答案】粉碎废钒;粉碎废钒、搅拌或适当升温;V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O;6VO2++
C
l
O
-
3
+3H2O═6
VO
+
2
+Cl-+6H+;作用1:溶液中存在平衡:
VO
+
2
+2OH⇌
VO
-
3
+H2O,加入氨水,使OH-浓度增大,该平衡正移,从而使
VO
+
2
尽可能都转化为
VO
-
3
;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)⇌
NH
+
4
(aq)+
VO
-
3
(aq),加入氨水,使
NH
+
4
浓度增大,该平衡逆移,从而使NH4VO3尽可能沉淀析出;原因1:温度升高,NH4VO3溶解度增大,沉钒率下降;原因2:温度升高,氨水受热分解逸出溶液,使
NH
+
4
浓度下降,沉钒率下降;原因3:温度升高,氨水受热分解逸出溶液,使OH-浓度下降,
VO
+
2
+2OH-
VO
-
3
+H2O,该平衡逆移,导致
VO
-
3
浓度下降,沉钒率下降;原因4:平衡
VO
+
2
+2OH-
VO
-
3
+H2O,正反应可能是放热反应,温度升高,该平衡逆移,导致
VO
-
3
浓度下降,沉钒率下降;
182
b
1
c
1
-
2
.
5
b
2
c
2
1000
a
×100%
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/4/20 14:35:0组卷:109引用:2难度:0.3
相似题
  • 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
深圳市菁优智慧教育股份有限公司
粤ICP备10006842号公网安备44030502001846号
©2010-2025 jyeoo.com 版权所有
APP开发者:深圳市菁优智慧教育股份有限公司| 应用名称:菁优网 | 应用版本:5.0.7 |隐私协议|第三方SDK|用户服务条款
广播电视节目制作经营许可证|出版物经营许可证|网站地图
本网部分资源来源于会员上传,除本网组织的资源外,版权归原作者所有,如有侵犯版权,请立刻和本网联系并提供证据,本网将在三个工作日内改正