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7.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(VO22SO4
溶解性可溶难溶难溶易溶
回答下列问题:
(1)工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,写出该反应的化学方程式3V2O5+10Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$5Al2O3+6V.
(2)图中所示滤液中含钒的主要成分为VOSO4(写化学式).
(3)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.根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为4、80℃.

(4)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO22SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量,完成反应的离子方程式:
□VO2+□H2C2O4+□H+═□VO2++□CO2↑+□H2O.
(5)全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为V${{O}_{2}}^{+}$+V2++2H+$?_{充电}^{放电}$VO2++H2O+V3+,电池充电时阳极的电极反应式为VO2++H2O-e-=VO2++2H+

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(VO22SO4,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)工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,铝和五氧化二钒在高温下发生置换反应生成V,根据反应物、生成物及反应条件书写方程式;
(2)VOSO4为可溶性物质;
(3)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;
(4)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;
(5)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(VO22SO4,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)工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,铝和五氧化二钒在高温下发生置换反应生成V,根据反应物、生成物及反应条件知,该反应方程式为3V2O5+10Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$5Al2O3+6V,故答案为:3V2O5+10Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$5Al2O3+6V;
(2)VOSO4为可溶性物质,所以溶液中的溶质为VOSO4,故答案为:VOSO4
(3)该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,铵根离子和VO3-反应生成难溶性的NH4VO3,离子方程式为NH4++VO3-=NH4VO3↓,根据图知,在80℃、氯化铵系数为4时沉降率最大,故答案为:NH4++VO3-=NH4VO3↓;4;80℃;
(4)该反应中V元素化合价由+5价变为+4价、C元素化合价由+3价变为+4价,转移电子数为2,再结合原子守恒、电荷守恒配平方程式为2VO2++H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O,故答案为:2VO2++H2C2O4+2H+=2VO2++2CO2↑+2H2O;
(5)全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为VO2++V2++2H+$?_{充电}^{放电}$VO2++H2O+V3+,电池充电时阳极上VO2+失电子发生氧化反应,电极反应式为VO2++H2O-e-=VO2++2H+,故答案为:VO2++H2O-e-=VO2++2H+

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,题目难度较大.

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A.x的数值为2×10-5B.c点时有CaCO3生成
C.加入蒸馏水可使溶液由d点变成a点D.b点与d点对应的溶度积相等

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14.常温下,某学生从一种强酸性的未知无色溶液中检出Ag+,他还想通过实验检验溶液中是否含有大量的Cl-、CO32-、Fe3+、K+等.你认为其中K+是需要检验的,而Cl-、CO32-、Fe3+是不需要检验的.

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11.下列说法正确的是(  )
A.任何状态下,1molCO2和18克水所含的分子数和原子数都相等
B.22.4L的任何气体的物质的量为1mol
C.非标准状况下,1mol任何气体的体积必定不是22.4L
D.标准状况下,1molSO3的体积是22.4L

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2.过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂,广泛应用于农业、医药、日用化工等领域.湿法工艺制取过氧化尿素是用低浓度的双氧水和饱和尿素溶液在一定条件下合成过氧化尿素.反应的方程式为:CO(NH22+H2O2 $\frac{\underline{\;30℃\;}}{\;}$CO(NH22•H2O2△H<0.过氧化尿素的部分性质如下:
分子式外观热分解温度熔点溶解性
CO(NH22•H2O2白色晶体45℃75-85℃易溶于水、有机溶剂
湿法合成过氧化尿素的流程图如下:

请回答下列问题:
(1)反应器的加热方式是水浴加热;反应温度需控制在适当温度下进行,温度不能过高的原因是温度过高,产品易分解,致使活性氧含量降低,温度也不能过低的原因是温度过低,反应速率太慢,且反应体系制冷需要消耗大量能量.
(2)若欲从母液中分离出H2O2和尿素,可采用的操作是减压蒸馏、结晶.
(3)干法工艺制取过氧化尿素的方法是:采用高浓度双氧水水溶液喷雾到无水尿素固体上进行反应,水和反应热通过流态床移去而得到干燥的过氧化尿素产品.
比较干法与湿法两种工艺,你认为干法工艺的优点是:流程短,工艺简单(答出一点即可),干法工艺的缺点是:双氧水浓度高经济效益低,设备复杂等(答出两点即可),湿法工艺的优点是:低浓度双氧水,经济效益高,设备简单易于达到,母液可循环使用等(答出两点即可).
(4)准确称取0.6000g产品于250mL锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,再加1mL 6mol•L-1H2SO4,用0.1000mol•L-1KMnO4标准溶液滴定至终点时消耗20.00mL(尿素与KMnO4溶液不反应),则产品中CO(NH22•H2O2的质量分数为78.3%(结果保留到小数点后一位).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.下列说法正确的是(  )
A.同温同压下,H2+Cl2=2HCl在光照和点燃条件的△H不同
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C.天然气、沼气和水煤气分别属于化石能源、可再生能源和一级能源
D.元素原子的核外电子排布呈周期性变化是元素性质呈现周期性变化的根本原因

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19.将标准状况下的VL HCl(气)溶于水配成1L溶液,得到的盐酸密度为ρg/cm3,则该盐酸的物质的量浓度为(  )
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C.$\frac{Vρ}{22400+36.5}$ mol/LD.$\frac{V}{22.4}$ mol/L

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.下列关于物质的性质和应用的说法均正确的是(  )
选项性质应用
A油脂在一定条件下能发生水解反应油脂在碱性条件下水解制肥皂
B硫酸铵等盐类 能使蛋白质变性可用硫酸铵作杀菌消毒剂
C糖类都能发生水解反应可用淀粉、纤维素水解制葡萄糖
D明矾溶于水可发生水解反应明矾可用于自来水的净化、杀菌消毒
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

17.可以判断恒容密闭容器中分解反应NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)已达到化学平衡状态的是(  )
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