【題目】鋼是虎,釩是翼,鋼含釩猶如虎添翼,金屬釩被譽(yù)為合金的維生素。從廢釩(主要成分為V2O5Fe2O3、SiO2)中回收V2O5的一種工藝流程如下圖所示:

已知:步驟、中的變化過(guò)程可簡(jiǎn)化為:Rn+(水層)+nHA(有機(jī)層)RAn(有機(jī)層)+nH+(水層)(式中Rn+表示VO2+Fe3+,HA表示有機(jī)萃取劑)。

回答下列問(wèn)題:

1步驟酸浸過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________

2萃取時(shí)應(yīng)加入適量堿的作用是___________________。

3步驟中反應(yīng)的離子方程式為___________________

4步驟⑤25°C時(shí),取樣進(jìn)行試驗(yàn)分析,得到釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系如下表:

pH

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2.0

2.1

釩沉淀率%

88.1

94.8

96.5

98.0

98.8

98.8

96.4

93.1

89.3

通過(guò)表中數(shù)據(jù)分析,在實(shí)際生產(chǎn)中,中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液的最佳pH范圍為______;

若加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH=2,釩沉淀率達(dá)到93%且不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,則此時(shí)溶液中c(Fe3+)<_____mol/L(25℃計(jì)算,25℃時(shí)Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)。

5V2O5是兩性氧化物,在強(qiáng)酸性溶液中以VO2+形式存在,VO2+具有強(qiáng)氧化性,能將I-氧化為I2,本身被還原為VO+,則V2O5與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式為_________________。

6為提高釩的回收率,步驟需多次進(jìn)行,假設(shè)酸浸所得強(qiáng)酸性浸出液c(VO2+)=amol/L,步驟每進(jìn)行一次,VO2+萃取率為80%,4次操作后,強(qiáng)酸性浸出液中”c(VO2+)=_______mol/L(萃取率=)

【答案】 V2O5+K2SO3+2H2SO4=K2SO4+2VOSO4+2H2O 加入堿中和產(chǎn)生的酸,使平衡向RAn移動(dòng),提高釩的萃取率 ClO3-+6VO2++3H2O=6VO2++Cl-+6H+ 1.7~1.8 2.6×l0-3 V2O5+6H++4I-=2VO++2I2+3H2O 1.6a×l0-3

【解析】廢釩(主要成分為V2O5、Fe2O3SiO2)加入硫酸和亞硫酸鉀酸浸后過(guò)濾得到強(qiáng)酸性浸出液含VO2+、Fe3+K+,加入有機(jī)萃取劑萃取分液得到有機(jī)層和水層,在有機(jī)層中加入硫酸Rn+(水層)+nHA(有機(jī)層)RAn(有機(jī)層)+nH+(水層),平衡逆向進(jìn)行,反萃取得到酸性溶液含VO2+、Fe3+、SO42-,加入氯酸鉀氧化VO2+生成VO2+,得到溶液中含VO2+Cl-Fe3+、SO42-,加入氨水,調(diào)節(jié)溶液pH=2,釩沉淀率達(dá)到93%且不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,沉釩得到NH4VO3,焙燒得到產(chǎn)品V2O5。

(1)步驟①酸浸過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)是V2O5在酸性溶液中氧化亞硫酸鉀生成硫酸鉀,五氧化二釩被還原為VOSO4,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:V2O5+K2SO3+2H2SO4=K2SO4+2VOSO4+2H2O,故答案為:V2O5+K2SO3+2H2SO4=K2SO4+2VOSO4+2H2O;

(2)萃取時(shí)應(yīng)加入適量堿的作用是中和產(chǎn)生的酸,使平衡向生成RAn的方向移動(dòng),提高釩的萃取率,故答案為:加入堿中和產(chǎn)生的酸,使平衡向生成RAn移動(dòng),提高釩的萃取率;

(3)步驟④中反應(yīng)是氯酸鉀氧化VO2+離子生成VO2+,反應(yīng)的離子方程式為:ClO3-+6VO2++3H2O=6VO2++Cl-+6H+,故答案為:ClO3-+6VO2++3H2O=6VO2++Cl-+6H+;

(4)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,pH1.7~1.8之間時(shí),釩沉淀率最高,步驟⑤加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH=2,c(H+)=10-2mol/L,c(OH-)==10-12mol/L,釩沉淀率達(dá)到93%且不產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,25℃時(shí)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH-)=2.6×10-39c(Fe3+)==2.6×l0-3 ,故答案為:1.7~1.82.6×l0-3;

(5)VO2+具有強(qiáng)氧化性,能將I-氧化為I2,本身被還原為VO+,則V2O5與氫碘酸反應(yīng)的離子方程式為:V2O5+6H++4I-=2VO++2I2+3H2O,故答案為:V2O5+6H++4I-=2VO++2I2+3H2O;

(6)強(qiáng)酸性浸出液中c(VO2+)=amol/L,步驟②和③每進(jìn)行一次,VO2+萃取率為80%,4次操作后強(qiáng)酸性浸出液中”c(VO2+)依據(jù)萃取率80%,剩余溶液中20%,四次萃取中萃取的量= ×100%,計(jì)算得到剩余溶液中c(VO2+)=a×20%×20%×20%×20%=1.6a×l0-3,故答案為:1.6a×l0-3。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】已知pOH=-lgc(OH-)。常溫下,某弱酸的鈉鹽(Na2XO3)溶液中微粒濃度的變化關(guān)系如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A. 實(shí)線M表示pOHlg的變化關(guān)系

B. NaHXO3溶液中>1

C. Na2XO3溶液中滴加稀鹽酸至溶液顯中性時(shí)c(Na+)+2c(H+)=c(HXO3-)+2c(XO32-)+2c(OH-)

D. Na2XO3溶液加水稀釋,先增大后不變

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【題目】下列有關(guān)有機(jī)物的說(shuō)法正確的是(

A. C2H5COOC2H5存在C4H9COOH時(shí)可以加入飽和Na2CO3溶液后分液除去

B. C3H7COOCH3(m)、C2H5COOC2H5(e)C4H9COOH(p)的分子式均為C5H10O2,且滿足m 的同分異構(gòu)體比p 的多

C. 分子式為C5H12O且能與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氣體的有機(jī)物,其同分異構(gòu)體共有9

D. 含有屬于芳香化合物的同分異構(gòu)體

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列條件一定能使反應(yīng)速率加快的是(

①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量②升高溫度③縮小反應(yīng)容器的體積④加入生成物⑤加入MnO2

A.全部B.①②⑤C.②③D.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】亞硝酰氯(ClNO)常用作催化劑和合成洗滌劑,其沸點(diǎn)為-5.5℃,易水解生成HNO2HCl。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中用下圖所示裝置制備ClNO。已知: HNO2既有氧化性又有還原性;AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3=AgNO3+HNO2。

回答下列問(wèn)題

1儀器a的名稱(chēng)為_____________, a在裝置C中的作用是____________

2裝置B的作用是____________。

3實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),先打開(kāi)K1、K2,關(guān)閉K3,再打開(kāi)分液漏斗活塞滴入適量稀硝酸,當(dāng)觀察到C______時(shí)關(guān)閉K1、K2。向裝置D三頸瓶中通入干燥純凈Cl2,當(dāng)瓶中充滿黃綠色氣體時(shí),再打開(kāi)K1K3,制備ClNO。

4裝置D中干燥管的作用是__________________

5實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若學(xué)習(xí)小組同學(xué)用酒精燈大火加熱制取NO,對(duì)本實(shí)驗(yàn)造成的不利影響除了有反應(yīng)速率過(guò)快,使NO來(lái)不及反應(yīng)即大量逸出外,還可能有:___________。

6要驗(yàn)證ClNOH2O反應(yīng)后的溶液中存在Cl-HNO2,合理的操作步驟及正確的順序是_____(填序號(hào))。

a.向燒杯中滴加過(guò)量KI淀粉溶液,溶液變藍(lán)色

b.1.0mL 三頸瓶中產(chǎn)品于燒杯中,加入10.0mLH2O充分反應(yīng)

c.向燒杯中滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪去

d.向燒杯中滴加足量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,加入稀硝酸,攪拌,仍有白色沉淀

配制王水的過(guò)程中會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生ClNO,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某學(xué)生用0.1000molL﹣1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定某燒堿樣品的純度(雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)).實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)配制待測(cè)液:用2.50g含有少量雜質(zhì)的固體燒堿樣品配制500mL溶液.需用的玻璃儀器除了燒杯、膠頭滴管、玻璃棒外,還需要
(2)滴定: I.用蒸餾水洗滌酸式滴定管,并立即注入鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液至“0”刻度線以上
Ⅱ.固定好滴定管并使滴定管尖嘴充滿液體,調(diào)節(jié)液面至“0”或“0”刻度線以下,并記錄讀數(shù)
Ⅲ.移取20.00mL待測(cè)液注入潔凈的錐形瓶中,并加入2滴酚酞試液
Ⅳ,用標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),記錄滴定管液面讀數(shù).
①上述滴定步驟中有錯(cuò)誤的是(填編號(hào)) , 該錯(cuò)誤操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”).
②步驟Ⅳ中滴定時(shí)眼睛應(yīng):判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是
③若步驟II中仰視讀數(shù),步驟Ⅳ中俯視讀數(shù),則會(huì)使測(cè)定結(jié)果(填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”).
(3)按正確操作測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下:

滴定次數(shù)

待測(cè)液體積

標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積(mL)

滴定前讀數(shù)(mL)

滴定后讀數(shù)(mL)

第一次

20.00

0.20

20.38

第二次

20.00

4.00

24.20

第三次

20.00

2.38

a

①a的讀數(shù)如圖所示,則a=
②燒堿樣品的純度為%.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定溫度下,在容積恒定的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)A(s)2B(g)C(g)D(g),下列敘述能表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是( )

混合氣體的密度不變

容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變

混合氣體的總物質(zhì)的量不變

④B的物質(zhì)的量濃度不變

⑤v(C)v(D)

⑥v(B)2v(C)

A. ①④⑤⑥ B. ②③⑥ C. ②④⑤⑥ D. 只有

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有機(jī)玻璃的單體甲基丙烯酸甲酯(MMA) 的合成原理如下:

(MMA)

下列說(shuō)法正確的是

A. 若反應(yīng)①的原子利用率為100%,則物質(zhì)X為CO2

B. 可用分液漏斗分離MMA和甲醇

C. 、均可發(fā)生加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、取代反應(yīng)

D. MMA與H2反應(yīng)生成Y,能與NaHCO3溶液反應(yīng)的Y的同分異構(gòu)體有3種

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鑒別稀硫酸和濃硫酸既簡(jiǎn)單又安全的方法是

A.各取少量于試管中加入幾片銅片

B.用玻璃棒各蘸少許點(diǎn)在濾紙上

C.各取少量于試管中滴加NaOH溶液

D.各取少量于試管中滴加BaCl2溶液

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同步練習(xí)冊(cè)答案