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    3．为回收利用废钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：

    部分含钒物质在水中的溶解性如下：
    物质VOSO4V2O5NH4VO3（VO2）2SO4
    溶解性可溶难溶难溶易溶
    （1）图中所示滤液中含钒的主要成分为VOSO4（写化学式）．
    （2）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式NH4++VO3-=NH4VO3↓；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度．根据如图判断最佳控制氯化铵系数和温度为4和80℃．

    （3）用硫酸酸化的H2C2O4溶液和（VO2）2SO4溶液反应，以测定反应②后溶液中含钒量，完成反应的离子方程式为：□VO2++□H2C2O4+□2H+=□VO2++□CO2↑+□H2O
    （4）全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为：VO2++V2++2H+ $?_{充电}^{放电}$VO2++H2O+V3+，电池放电时正极的电极反应式为VO2++2H++e-═VO2++H2O．

    分析 废钒催化剂粉碎、水浸，将溶解性物质溶于水，然后过滤得到滤渣和滤液，根据溶解性表知，滤液中含有VOSO4，滤渣中含有V2O5等不溶性杂质，向滤渣中加入亚硫酸钠和稀硫酸，亚硫酸钠具有还原性，能将V2O5还原为VOSO4，然后过滤得到滤渣和滤液，将两部分滤液混合并加入氯酸钾，氯酸钾具有氧化性，能将VOSO4氧化为（VO2）2SO4，调节溶液pH为8且采用离子交换方法得到VO3-，向溶液中加入氯化铵，得到难溶性的NH4VO3，焙烧NH4VO3得到V2O5，
    （1）废钒催化剂的组成及表中数据判断滤液主要成分分析，VOSO4为可溶性物质；
    （2）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，铵根离子和VO3-反应生成难溶性的NH4VO3，根据图知，在80℃、氯化铵系数为4时沉降率最大；
    （3）该反应中V元素化合价由+5价变为+4价、C元素化合价由+3价变为+4价，转移电子数为2，再结合原子守恒、电荷守恒配平方程式；
    （4）全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液，根据电池的工作原理，电池充电时阳极上VO2+失电子发生氧化反应．

    解答 解：废钒催化剂粉碎、水浸，将溶解性物质溶于水，然后过滤得到滤渣和滤液，根据溶解性表知，滤液中含有VOSO4，滤渣中含有V2O5等不溶性杂质，向滤渣中加入亚硫酸钠和稀硫酸，亚硫酸钠具有还原性，能将V2O5还原为VOSO4，然后过滤得到滤渣和滤液，将两部分滤液混合并加入氯酸钾，氯酸钾具有氧化性，能将VOSO4氧化为（VO2）2SO4，调节溶液pH为8且采用离子交换方法得到VO3-，向溶液中加入氯化铵，得到难溶性的NH4VO3，焙烧NH4VO3得到V2O5，
    （1）废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣，由于V2O5为难溶物，VOSO4为可溶性物质，所以滤液中含钒的主要成分为VOSO4，
    故答案为：VOSO4 ；
    （2）根据NH4VO3难溶于水，利用复分解反应沉淀VO3-，离子方程式为：NH4++VO3-=NH4VO3↓，
    根据沉钒率与沉淀温度的图象可知，在80℃时沉矾率最高为98%，再根据氯化铵系数与沉钒率可知，氯化铵系数为4时沉钒率最高，所以最佳控制氯化铵系数和温度分别为：4、80℃，
    故答案为：NH4++VO3-=NH4VO3↓； 4；80℃；
    （3）该反应中V元素化合价由+5价变为+4价、C元素化合价由+3价变为+4价，转移电子数为2，再结合原子守恒、电荷守恒配平方程式为2VO2++H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O，故答案为：2VO2++H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O；
    （4）正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2++2H++e-═VO2++H2O，
    故答案为：VO2++2H++e-═VO2++H2O．

    点评 本题考查物质的分离和提纯，为高频考点，侧重考查氧化还原反应、离子反应方程式的书写、原电池和电解池原理等知识点，明确反应原理是解本题关键，知道流程图中发生的反应及实验基本操作，难点是电极反应式的书写，题目难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．用锌和足量的盐酸反应，如果反应过程中有0.2mol电子发生转移．试计算．
    （1）产生的氢气在标准状况下体积．
    （2）参加反应的盐酸的物质的量．
    （3）溶液增加质量．
    （4）有多少摩尔锌被氧化．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    14．钴（Co）及其化合物在工业上有广泛应用，为从某工业废料中回收钴，设计了如下流程（废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质）．

    已知：部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表：
    Fe3+Co2+Co3+Al3+
    pH（开始沉淀）1.97.15-0.233.4
    pH（完全沉淀）3.29.151.095.2
    请回答：
    （1）步骤Ⅰ中得到含铝溶液的溶质是NaAlO2．
    （2）写出步骤Ⅱ中Co2O3与Na2SO3反应的离子方程式是Co2O3+SO32-+4H+=Co2++SO42-+2H2O．
    （3）步骤Ⅲ中若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，则该有毒气体是Cl2，其中，Na2CO3溶液的作用是调节溶液PH使铁离子沉淀完全转化为Fe（OH）3．
    （4）在空气中加热草酸钴晶体（CoC2O4•2H2O）样品需要用到的主要仪器是坩埚，5.49g该晶体受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表：
    温度范围/℃固体质量/g
    150～2104.41
    290～3202.41
    890～9202.25
    经测定，210～290℃过程中产生的气体只有CO2，此过程发生反应的化学方程式是3CoC2O4+2O2 $\frac{\underline{\;210℃-290℃\;}}{\;}$Co3O4+6CO2．[M（CoC2O4•2H2O）=183g•mol-1]
    （5）从反应后的混合物中得到草酸钴晶体，需对晶体进行洗涤，洗涤的方法是在漏斗中加水没过沉淀，让水自行留下，重复2～3次．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    11．用CCl4萃取碘的饱和水溶液中的碘，下列说法不正确的是（　　）
    A．碘的CCl4溶液呈紫红色
    B．碘在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度大
    C．萃取时，要充分振荡混合液体并适当旋转活塞排气减压
    D．分液时，水从分液漏斗下口流出，碘的CCl4溶液从漏斗上口倒出

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    18．某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸溶液反应可制取氯气，化学方程式为：Ca（ClO）2+CaCl2+2H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaSO4+2Cl2↑+2H2O他们设计如图1所示装置制取氯气并验证其性质．

    试回答：
    （1）该实验中A部分的装置如图2是b（填写装置的序号）．
    （2）A中发生反应一段时间后，B中的现象是溶液变成蓝色，B中发生反应的化学方程式为2KI+Cl2═2KCl+I2．该实验存在的明显缺陷为无尾气吸收．
    （3）请你帮助他们设计一个实验，证明洗气瓶C中的Na2SO3已被氧化（简述实验步骤）取少量溶液置于洁净试管中，向其中加入稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴入氯化钡溶液，若产生白色沉淀证明Na2SO3已被氧化．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    8．下列反应中，属于加成反应的是（　　）
    A．苯和液溴在FeBr3催化作用下生成溴苯
    B．丙烯和氯气在一定条件下反应生成ClCH2CH=CH2的反应
    C．乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
    D．乙烯与HCl气体反应生成一氯乙烷

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    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    15．有下列六种转化途径，某些反应条件和产物已省略，下列有关说法正确的是（　　）
    途径①Fe$\stackrel{稀HCl}{→}$FeCl2溶液
    途径②Fe $\stackrel{Cl_{2}}{→}$FeCl3$\stackrel{Fe、水}{→}$FeCl2溶液
    途径③Cl2$\stackrel{Na_{2}SO_{3}溶液}{→}$Na2SO4溶液
    途径④Cl2$\stackrel{NaOH溶液}{→}$NaClO溶液$\stackrel{Na_{2}SO_{3}溶液}{→}$Na2SO4 溶液
    途径⑤S$\stackrel{浓HNO_{3}}{→}$H2SO4
    途径⑥S$\stackrel{O_{2}}{→}$SO2$\stackrel{O_{2}}{→}$SO3 $\stackrel{H_{2}O}{→}$H2SO4．
    A．由途径①和②分别制取1molFeCl2，理论上各消耗1molFe，各转移2mole-
    B．由途径③和④分别制取1 mol Na2SO4，理论上各消耗1 mol Cl2，各转移2mol e-
    C．由途径⑤和⑥分别制取1 mol H2SO4，理论上各消耗1mol S，各转移6mol e-
    D．以上说法都不正确

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    12．甲醇是重要的基础化工原料又是一种新型的燃料，制取甲醇传统法是采用CuO～ZnO/γ-Al2O3催化剂，合成反应为：CO+2H2  $?_{高温高压}^{催化剂}$  CH3OH，工艺中一些参数如图；目前正在开发的新法2CH4+O2$?_{高温高压}^{催化剂}$2CH3OH，下列有关新法和旧法的说法正确的是（　　）
    A．旧法生产中，由图知CO与H2合成甲醇的反应属于放热反应
    B．旧法生产中，选择合适的催化剂时，可推测高压法合成比低压法合成更有发展优势
    C．新法与旧法相比，反应更困难
    D．新法生产中，需控制V（CH4）/V（O2）=9：1，目的是提高空气中氧气的转化率

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    13．下列物质中，属于电解质且能导电的是（　　）
    A．石墨B．硫酸溶液C．熔融氯化钠D．固态氯化钾

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