物质 | V2O5 | NH4VO3 | VOSO4 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 难溶 | 难溶 | 可溶 | 易溶 |
分析 反应①用硫酸溶解含钒固体废弃物(含有SiO2、Al2O3及其他残渣),生成(VO2)2SO4和硫酸铝,SiO2等不溶性杂质过滤除去;反应②是用碳酸钠溶液与(VO2)2SO4和硫酸铝反应,与(VO2)2SO4反应生成NaVO3,碳酸根离子与铝离子水解相互促进生成Al(OH)3沉淀;反应④是NaVO3溶液与氯化铵反应生成NH4VO3沉淀,加热NH4VO3分解为V2O5,据此解答(1)(2)(3);
(4)据已知热化学方程式和待求热化学方程式,利用盖斯定律计算;
(5)钒液流电池放电时负极发生氧化反应,正极发生还原反应,充电时,阳极发生氧化反应;
(6)先据反应方程式和滴定数据计算(VO2)2SO4溶液中c(VO2+)的物质的量浓度,再计算该(VO2)2SO4溶液中钒的含量.
解答 解:(1)用硫酸溶解含钒固体废弃物(含有SiO2、Al2O3及其他残渣),生成(VO2)2SO4和硫酸铝,溶液中的阳离子除氢离子外还有VO2+和Al3+,
故答案为:VO2+和Al3+;
(2)含杂质的(VO2)2SO4溶液用碳酸钠溶液碱浸生成含杂质的NaVO3溶液,Al(OH)3不溶于弱碱,所以反应②碱浸后滤出的固体主要成分是Al(OH)3,
故答案为:Al(OH)3;
(3)据工艺流程图可知,反应④的离子方程式为VO3-+NH4+=NH4VO3,故答案为:VO3-+NH4+=NH4VO3↓;
(4)已知①4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s)△H1=-a kJ/mol
②4V(s)+5O2(g)═2V2O5(s)△H2=-b kJ/mol
据盖斯定律,(①×5-②×3)÷2得:10Al(s)+3V2O5(s)=5Al2O3(s)+6V(s)△H=-$\frac{5a-3b}{2}$KJ/mol,
故答案为:10Al(s)+3V2O5(s)=5Al2O3(s)+6V(s)△H=-$\frac{5a-3b}{2}$KJ/mol;
(5)钒液流电池放电时负极发生氧化反应,据图可知,电极反应式为V2+-e-=V3+,正极发生还原反应,充电时,阳极发生氧化反应,电极反应式为VO2+-e-+H2O=VO2++2H+,
故答案为:V2+-e-=V3+;VO2+-e-+H2O=VO2++2H+;
(6)据滴定数据,结合离子方程式c(VO2+)=$\frac{2×25.0mL×0.100mol/L}{24.0mL}$=0.2083mol/L,所以1L溶液中含V的质量为0.2083mol/L×1L×51g/mol=10.6g,
故答案为:10.6.
点评 本题通过从含钒固体废弃物(含有SiO2、Al2O3及其他残渣)中提取钒的一种新工艺主要流程考查了氢氧化铝的两性、离子方程式书写、盖斯定律、电极反应式书写以及物质含量的计算,题目难度较大.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | +2 | B. | +4 | C. | 0 | D. | +6 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 图中AB段的氧化剂为K2Cr2O7 | |
B. | 图中BC段发生的反应为2Fe3++2I-═2Fe2++I2 | |
C. | 开始加入的K2Cr2O7为0.25 mol | |
D. | 若将上述过程中的KI溶液换为K3[Fe(CN)6]溶液,则有蓝色沉淀生成 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
Na | Cu | Al | Fe | |
熔点 | 97.5℃ | 1083℃ | 660℃ | 1535℃ |
沸点 | 883℃ | 2595℃ | 2200℃ | 3000℃ |
A. | Cu和Na | B. | Fe和Cu | C. | Cu与Al | D. | Al与Na |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 体积、pH均相同的醋酸和盐酸完全溶解等量的镁粉(少量),后者所用时间少 | |
B. | 常温下,氨水与(NH4)2SO4的混合溶液pH=7时,c(NH4+)与c(SO42-) 之比为2:1 | |
C. | 常温下,0.1 mol•L-1某一元酸HA溶液中$\frac{c{(OH}^{-})}{c{(H}^{+})}$=1×10-12,溶液中加入一定量NaA晶体或加水稀释,溶液中c(OH-)均增大 | |
D. | 常温下,V1LpH=11的NaOH溶液与V2LpH=3的HA溶液混合,若混合液显中性,则V1≤V2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
PCl3 | -112 | 75.5 |
POCl3 | 2 | 105.3 |
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