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    5．从废钒催化剂（主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2和Fe2O3等）中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下：

    回答下列问题：
    （1）①中废渣的主要成分是SiO2．
    （2）②、③中的变化过程可简化为（下式中的R表示VO2+或Fe3+，HA表示有机萃取剂的主要成分）：
    R2（SO4）n（水层）+2n HA（有机层）?2RAn（有机层）+n H2SO4（水层）．②中萃取时必须加入适量碱，其原因是加入碱中和产生的酸，平衡右移，提高钒的萃取率；③中反萃取时加入的X试剂是硫酸．
    （3）完成④中反应的离子方程式：
    1ClO3-+6VO2++6H+═6VO3++1（Cl-）+3（H2O）
    （4）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
    pH1.31.41.51.61.71.81.92.02.1
    钒沉淀率/%88.194.896.598.098.898.896.493.189.3
    试判断在实际生产时，⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为1.7；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe（OH）3沉淀，则溶液中c（Fe3+）＜2.6×10-3．（已知：25℃时，Ksp（Fe（OH）3）=2.6×10-39．）
    （5）写出废液Y中除H+之外的两种阳离子：Fe3+、VO3+、NH4+、K+（任写两种即可）．
    （6）生产时，将②中的酸性萃余液循环用于①中的水浸．在整个工艺过程中，可以循环利用的物质还有有机萃取剂、氨水（或氨气）．
    （7）全矾液流电池是一种新型电能储存和高效转化装置（如图所示，a、b均为惰性电极），已知：V2+为紫色，V3+为绿色，VO2+为蓝色，VO2+为黄色．当充电时，右槽溶液颜色由绿色变为紫色．则：

    ①全矾液流电池的工作原理为：VO2++V2++2H+ $?_{（）电}^{（）电}$VO2++H2O+V3+（请在可逆符号两侧的括号中填“充”、“放”）此时，b极接直流电源负极．
    ②放电过程中，a极的反应式为VO2++2H++e-=VO2++H2O，当转移1.0mol电子时共有1.0mol H+从右槽迁移进左槽（填“左”、“右”）．

    分析 废钒催化剂（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等），据物质的水溶性确定，V2O5和SiO2难溶于水，即为得到的滤渣亚硫酸根具有还原性，酸性条件下，能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子，离子反应方程式为：V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O，过滤得到滤渣为二氧化硅，强酸性浸出液含有VO2+、K+、SO42-，加入有机萃取剂萃取分液得到有机溶液中VO2+，再加入X试剂进行反萃取分液，分离出有机层得到水层是含VO2+、Fe3+、SO42-的酸性水溶液，得到分析平衡，Rn+（水层）+nHA（有机层）?RAn（有机层）+nH+（水层），加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行；加入硫酸抑制平衡正向进行，氯酸钾具有氧化性，能将VO2+氧化为VO2+，加入氨水，调节溶液pH到最佳值，得到NH4VO3，最后焙烧得到五氧化二钒．
    （1）上述分析可知滤渣A为二氧化硅；
    （2）反萃取时分析平衡，VOSO4 +（水层）+2HA2（有机层）?VOA2（有机层）+H2SO4（水层），为提高②中萃取百分率，则加入碱中和硫酸使平衡正移、多次连续萃取，反萃取加入硫酸；
    （3）依据氧化还原反应电子守恒和电荷守恒、原子守恒配平书写离子方程式；
    （4）从沉淀率和pH关系找出最佳沉淀率，若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe（OH）3，沉淀，此时溶液PH=2，计算氢氧根离子浓度，结合溶度积常数计算溶液中铁离子的浓度；
    （5）依据流程反应分析判断，废液Y中除H+之外的阳离子为Fe3+、VO2+、NH4+、K+；
    （6）从流程图分析循环的物质，③中有机萃取剂用于②中萃取，⑥中氨气用于⑤中调节pH；
    （7）当充电时，右槽溶液颜色由绿色变为紫色．说明右槽V3+生成V2+，说明充电时右槽为阴极，左槽为阳极，则放电时左槽为正极，右槽为负极，放电时，正极上的反应：VO2++2H++e-═VO2++H2O，负极上发生V2+-e-=V3+的反应．

    解答 解：废钒催化剂（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等），据物质的水溶性确定，V2O5和SiO2难溶于水，即为得到的滤渣亚硫酸根具有还原性，酸性条件下，能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子，离子反应方程式为：V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O，过滤得到滤渣为二氧化硅，强酸性浸出液含有VO2+、K+、SO42-，加入有机萃取剂萃取分液得到有机溶液中VO2+，再加入X试剂进行反萃取分液，分离出有机层得到水层是含VO2+、Fe3+、SO42-的酸性水溶液，得到分析平衡，Rn+（水层）+nHA（有机层）?RAn（有机层）+nH+（水层），加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行；加入硫酸抑制平衡正向进行，氯酸钾具有氧化性，能将VO2+氧化为VO2+，加入氨水，调节溶液pH到最佳值，得到NH4VO3，最后焙烧得到五氧化二钒．
    （1）上述分析可知①中废渣的主要成分是二氧化硅，故答案为：SiO2；
    （2）②中萃取时必须加入适量碱，分析平衡，Rn+（水层）+nHA（有机层）?RAn（有机层）+nH+（水层），加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行；③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行，可以加入硫酸抑制平衡正向进行，
    故答案为：加入碱中和产生的酸，平衡右移，提高钒的萃取率；硫酸；
    （3）ClO3-中氯元素化合价+5价变化为-1价，VO2+变化为VO3+，V元素化合价+4价变化为+5价，电子守恒VO2+和VO3+ 的系数为6，ClO3-中和Cl-前系数为1，结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式为：ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O，
    故答案为：1；6； 6；6；1 Cl-；3 H2O；
    （4）从沉淀率和pH关系可知，随pH增大，沉淀率先增大后减小，故沉淀率最大的pH即为最佳pH，pH=1.7时钒的沉淀率最大为98.8%，加入氨水调节溶液的最佳pH为为1.7，若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe（OH）3，沉淀，此时溶液PH=2，计算氢氧根离子浓度c（OH-）=10-12mol/L，k[Fe（OH）3]=2.6×10-39=c（Fe3+）c3（OH-），c（Fe3+）=$\frac{2.6×1{0}^{-39}}{（1{0}^{-12}）^{3}}$=2.6×10-3mol/L，
    故答案为：1.7；2.6×10-3；
    （5）依据流程反应分析，加入的试剂在反应过程中生成的离子为，除H+之外的阳离子为Fe3+、VO22+、NH4+、K+，
    故答案为：Fe3+、VO3+、NH4+、K+（任写两种即可）；
    （6）从流程图可知，③中有机萃取剂用于②中萃取，⑥中氨气用于⑤中调节pH，故答案为：有机萃取剂、氨水（或氨气）；
    （7）①当充电时，右槽溶液颜色由绿色变为紫色．说明右槽V3+生成V2+，说明充电时右槽为阴极，左槽为阳极，则放电时左槽为正极，右槽为负极，放电时，正极上的反应：VO2++2H++e-═VO2++H2O，负极上发生V2+-e-=V3+的反应，反应可表示为VO2++V2++2H+ $?_{充电}^{放电}$VO2++H2O+V3+，
    故答案为：VO2++V2++2H+ $?_{充电}^{放电}$VO2++H2O+V3+；负； 
    ②放电过程中，a极为正极，发生VO2++2H++e-═VO2++H2O，根据题意，放电时左槽溶液颜色由黄色变为蓝色，即VO2++2H++e-═VO2++H2O，发生得电子的还原反应，所以此电极是正极，质子交换膜是允许氢离子通过的隔膜，放电时，正极上的反应：VO2++2H++e-═VO2++H2O，负极上发生V2+-e-=V3+的反应，当转移1.0mol电子时共有1.0mol H+从右槽移进左槽．
    故答案为：VO2++2H++e-=VO2++H2O；右；左．

    点评 本题考查了流程分析判断，物质性质和实验设计的方法应用，为高考常见题型，侧重于学生的分析、实验和计算能力的考查，题目还涉及氧化还原反应配平，溶度积计算，题干信息分析判断能力，注意把握实验方法，题目难度中等．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    8．下列叙述正确的是（　　）
    A．将5.85gNaCl晶体溶入100mL水中，制得0.1mol/L的NaCl溶液
    B．将25g无水CuSO4溶于水制成100mL溶液，其浓度为1mol/L
    C．将wg  a%的NaCl溶液蒸发掉$\frac{w}{2}$g水，得到2a%的NaCl溶液
    D．将1体积c1mol/L的硫酸用4体积水稀释，稀溶液的浓度为0.2c1mol/L

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    9．向一个固定体积的密闭容器充入2mol A和1mol B，发生如下反应：2A（g）+B（g）?3C（g）+D（g），2分钟后，反应达到平衡，C的浓度为1.2mol/L．
    （1）平衡后继续向容器中充入惰性气体，平衡不移动．（填“正向”，“逆向”，“不”）
    （2）用A表示2分钟内平均反应速率0.4 mol/（L•min）；，
    A在第1分钟平均速率＞第2分钟平均速率（填“＜”、“＞”、“=”）．
    （3）容器温度升高，平衡时混合气体的平均相对分子质量减小，则正反应为吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
    （4）为了增大B的转化率，可采取的措施是①⑤（用序号填空）
    ①加入A                     ②加入B                  ③加压
    ④再加入1.6mol A+0.8mol B   ⑤将C分离出容器
    （5）体积可变，维持容器压强和温度不变，按下列方法加入起始物质，达到平衡时C的浓度仍为1.2mol/L的是①④（用序号填空）
    ①4mol A+2mol B
    ②3mol C+1mol D+l mol B
    ③3mol C+2mol D
    ④1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C+0.2mol D．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    6．下列元素中，化学性质最稳定的是 （　　）
    A．核电荷为12的原子B．质子数为8的原子
    C．K层为最外层时有2个电子的原子D．核电荷数为9的原子

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    13．英国科学家发现“南极上空有大量消耗臭氧的化学物质：溴和碘的氧化物”．下列有关推断正确的是（　　）
    A．溴碘氧化物与臭氧发生氧化还原反应生成氧气
    B．溴化氢的热稳定性比碘化氢的热稳定性差
    C．KI淀粉溶液与溴水反应能证明溴的金属性比碘的金属强
    D．I2O5，Br2O5与水反应生成对应的高卤酸

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    10．某学习小组围绕氯气设计了系列实验．
    （1）用如图装置A制备氯气．选用的药品为：漂粉精固体和浓盐酸，相关的化学反应方程式为：Ca（ClO）2+4HCl（浓）═CaCl2+2Cl2↑+2H2O．实验过程中，使用分液漏斗滴加液体的操作是打开分液漏斗上口活塞（或将漏斗口活塞上的凹槽与瓶口上的小孔对齐），左手顶住漏斗球，右手转动颈部活塞控制加液．
    （2）装置B中饱和食盐水的作用是除去氯气中的HCl；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象B中长颈漏斗下端导管中液面会上升，形成水柱．
    （3）为检验氯气是否具有漂白性，使氯气依次通过I、Ⅱ、Ⅲ三种物质，物质的顺序正确的是：D．
    ABCD
    Ⅰ干燥的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条湿润的有色布条
    Ⅱ碱石灰硅胶浓硫酸无水氯化钙
    Ⅲ湿润的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条干燥的有色布条
    （4）为了进一步比较氧化性强弱，将一定量氯气通入溴化亚铁溶液后，再加入四氯化碳，振荡，静置，整个过程中肯定能观察到的现象是A
    A．水层显棕黄色   B．水层无色   C．四氯化碳层显红棕色    D．四氯化碳层无色
    （5）查阅资料后小组发现，氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂，但工业上氧化卤水中I-选择了价格并不便宜的亚硝酸钠，排除环境方面的因素，可能的原因是：氯气、浓硝酸、酸性高锰酸钾等氧化性太强，还能继续氧化碘单质
    （6）有人提出，工业上为防止污染空气，可用足量的NaHSO3溶液吸收余氯，试写出相应的离子反应方程式：HSO3-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+3H+（或4HSO3-+Cl2═SO42-+2Cl-+3SO2↑+2H2O）．判断改用NaHSO3溶液是否可行：否（填“是”或“否”）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    17．污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题．某研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO2，另含少量铁，铝，铜等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程，既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2（反应条件已省略）．

    请回答下列问题：
    （1）上述流程脱硫实现了ac（选填编号）．
    a．废弃物的综合利用     b．白色污染的减少 c．酸雨的减少      d．臭氧层空洞的减少
    （2）步骤I生成无水MnSO4的化学方程式是MnO2+SO2=MnSO4．
    步骤IV生成无水MnO2的化学方程式是2KMnO4+3MnSO4+2H2O=K2SO4+5MnO2+2H2SO4．
    （3）步骤I中，用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+，其原因是消耗溶液中的酸，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀．滤渣M的成分是Al（OH）3、Fe（OH）3．铜元素以CuS形式存在于滤渣N中．（写化学式）
    （4）产品MnO2可作超级电容材料．用惰性电极电解MnSO4溶液可以制得MnO2，则MnO2在阳极生成．（填电极名称）
    （5）假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应．按照图示流程，将2.0 m3（标准状况）含SO2的体积分数为60%的尾气通入矿浆，若SO2的脱除率为89.6%，最终得到MnO2的质量10.44kg．则在除去铁、铝、铜、镍等杂质的过程中，所引入的锰元素为1.32kg．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    14．能源与材料、信息被称为现代社会发展的三大支柱．下列相关叙述正确的是（　　）
    A．石油分馏能得到石油气、汽油和煤油等清洁能源
    B．
    在如图循环转化过程中，太阳能最终转化为热能
    C．煤的干馏是指将煤在空气中加热的过程，工业上也叫煤的焦化
    D．糖类、油脂、蛋白质是为了人类生命活动提供能量的基本营养物质，都能发生水解反应

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    15．有A、B、C、D四种短周期主族元素，其原子序数依次增大，A、B可形成A2B和A2B2两种化合物，B、C同主族且可形成CB2和CB3两种化合物，组成单质E的元素是常见金属元素，位于元素周期表第4周期，该元素可与D形成ED2和ED3两种化合物，回答下列问题．
    （1）A2B2中的化学键类型共价键．
    （2）CB2通入A2B2溶液中可被氧化为W，用E、石墨和W的溶液组装成原电池（如图1所示），其中，E做负极（填“正”或“负”），该电极发生氧化反应（填“氧化”或“还原”），石墨电极上观察到的现象有气泡产生．
    （3）若按如图2装置进行实验，甲、乙装置中观察到的相同的实验现象为铁棒变细，溶液由黄色逐渐变为浅绿色．

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