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废钒催化剂的主要成分是V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2和Fe2O3等,现欲利用以下工艺流程回收V2O5

回答下列问题:
(1) VOSO4中,V元素的化合价为_______,①中产生的废渣的主要成分是_________。
(2)配平④中反应的离子方程式:

(3)25℃时,取样进行实验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表:

试判断在实际生产时,⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为______________。
(4)生产时,将②中的酸性萃余液循环用于①中的水浸。在整个工艺流程中,可循环利用的物质还有________________。
(5)成品V2O5可通过铝热反应来制取金属钒,写出该反应的化学方程式:______________________________________。
(1)+4;SiO2(2)1;6;6;6;1;3(3)1.7(4)有机萃取剂、氨水(或氨气)
(5)10Al+3V2O56V+5Al2O3

试题分析:(1)VOSO4中离子SO42-为-2价,O2-为-2价,根据化合价守恒,故V元素为+4价;废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)酸溶后,V2O5、Fe2O3和酸反应,二氧化硅不与酸反应,过滤得到滤渣为二氧化硅(2)依据氧化还原反应元素化合价变化和电子守恒原子守恒分析配平,反应物中ClO3-中Cl元素是+5价,VO2+中V元素是+4价,产物中Cl-是-1价,VO3+是+5价,依据电子守恒、原子守恒配平得到离子方程式为:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O,故答案为:1;6;6;6;1;3(3)根据表中数据判断,⑤中加入氨水,调节溶液pH最佳值为1.7,此时钒沉淀率达到最大(4)分析流程图,物质参加反应,反应过程中又生成的物质,或重复利用的物质可以循环利用,流程中有机萃取剂、氨气可以循环利用,故答案为:有机萃取剂;氨气(5)铝热反应是金属铝在高温环境下对金属氧化物进行还原产生金属单质的反应,则反应物为V2O5和Al产物为Al2O3与V,根据反应中化合价守恒,故反应方程式:10Al+3V2O56V+5Al2O3
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

为提纯下列物质(括号中为杂质),所选除杂试剂和分离方法都正确的是(   )
选项
被提纯的物质(杂质)
除杂试剂
分离方法
A
NH3(H2O)
浓硫酸
洗气
B
H2O(Br2)
CCl4
分液
C
KCl固体(I2)
KOH溶液
加热
D
MgCl2溶液(FeCl3)
NaOH溶液
过滤
 

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

工业上或实验室提纯以下物质的方法不合理的是(括号内为杂质)
A.溴苯(溴):加NaOH溶液,分液
B.MgCl2溶液(Fe3+):加MgO固体,过滤
C.乙酸(水):加新制生石灰,蒸馏
D.乙酸乙酯(乙酸,乙醇):加饱和碳酸钠溶液,分液

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

为除去下列物质所含的杂质(括号内的物质),有关除杂试剂和操作合理的是
A.乙醇(水):加氢氧化钙固体,过滤
B.乙酸乙酯(乙酸):加氢氧化钠溶液,分液
C.溴水(溴化钠):除杂过程中涉及的操作有:加CCl4,萃取、分液
D.苯甲酸(苯甲酸钠):加稀硫酸,蒸馏

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

高纯超微细草酸亚铁可用于合成新型锂电池电极材料,工业上可利用提取钛白粉的副产品绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:
FeSO4+2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4
Fe(OH)2+H2C2O4=FeC2O4+2H2O
(1)绿矾中含有一定量的TiOSO4杂质。将绿矾溶于稀硫酸,加入铁粉、搅拌、充分反应并保持一段时间,过滤,可得纯净的FeSO4溶液。在上述过程中,TiOSO4能与水反应转化为H2TiO3沉淀,写出该反应的化学方程式:   ;加入铁粉的作用有      
(2)由纯净的FeSO4溶液制取FeC2O4时,需在真空环境下进行,原因是   
FeC2O4生成后,为提高产品纯度,还需调节溶液pH=2,若pH过低,则导致
FeC2O4的产率   (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(3)将含有FeC2O4的混合液过滤,将产品先用水洗涤,再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是      
(4)某研究小组欲从某化工残渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备较纯净的FeSO4溶液,再合成FeC2O4。请补充完整由该化工残渣制备较纯净的FeSO4溶液的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量该化工残渣中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤,   ,过滤,得到较纯净的FeSO4溶液。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

有三瓶无色溶液的标签损坏了,只知道它们分别是盐酸、BaCl2溶液和Na2CO3溶液。甲、乙两位同学各用一种试剂,一次性鉴别都取得了成功。甲用的一种指示剂是_________;乙用的一种酸溶液是__________。丙同学没用任何试剂也鉴别成功了,他的鉴别过程是:取样于试管中,编号为a、b、c,然后将三种溶液两两混合,发现a加入b中有气泡产生,a加入c中有白色沉淀产生,则a、b、c分别是________、________、__________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

含苯酚的工业废水处理的流程图如图所示:

(1)上述流程里,设备Ⅰ中进行的是_________操作(填写操作名称)。实验室里这一步
操作可以用____________(填写仪器名称)进行。
(2)由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是_____    ____。由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是______________。(均填写物质的化学式)
(3)在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为:_______                    ________。
(4)在设备Ⅳ中,物质B的水溶液和CaO反应后,产物是NaOH、H2O和________。通过________操作(填写操作名称),可以使产物相互分离。
(5)图中,能循环使用的物质是C6H6、CaO、________、__________。(均填写物质的化学式)

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下图所示的实验操作,装置或操作存在错误不能达到相应目的的是




A.从NaCl溶液提取NaCl固体
B.实验室中制取少量蒸馏水
C.闻氯气的气味
D.分离油和水混合物

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列溶液中离子的检验方法和结论相符的一组是
序号
检验方法
结论
A
向一种未知溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成
未知溶液中一定含有SO42
B
向一种未知溶液中滴加NaOH溶液,产生白色沉淀
未知溶液中一定含有Al3+
C
向一种未知溶液中加入盐酸酸化的 AgNO3溶液,有白色沉淀生成
未知溶液中一定含有Cl
D
向一种未知溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体
不能确定未知溶液中一定含有CO32—
 

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