15.釩是一種熔點(diǎn)很高的金屬,具有良好的可塑性和低溫抗腐蝕性,有延展性、硬度大,無磁性.廣泛應(yīng)用于鋼鐵、航空航天、能源、化工等領(lǐng)域.中鋁集團(tuán) (平果鋁業(yè)公司)目前使用一種新型工藝,以便從鋁業(yè)生成的固體廢料--赤泥中提取金屬釩,具體工藝流程圖如下:

已知:I.釩有多種價(jià)態(tài),其中+5價(jià)最穩(wěn)定.釩在溶液中主要以V02+和V03-的形式存在,存在平衡V02++H20?V03-+2H+
Ⅱ.部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下表所示:
物質(zhì)V205NH4V03(V02)2S04
溶解性難溶難溶易溶
Ⅲ.部分離子的沉淀pH值:
Cu2+Fe2+Fe3+
開始沉淀pH值5.27.62.7
完全沉淀pH值6.49.63.7
請(qǐng)回答下列問題:
(1)堿浸步驟中最好選用a.
a.Na0H溶液b.氨水    c.純堿溶液
(2)寫出濾液1與足量二氧化碳反應(yīng)的離子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-;.
(3)磁選步驟得到的磁性產(chǎn)品為鐵.
(4)溶液1到溶液2的過程中,調(diào)節(jié)pH值至8有兩個(gè)目的,一是除去銅離子,二是使使VO2+轉(zhuǎn)化為VO3-
(5)濾渣3的主要成分為NH4VO3,工業(yè)上常用鋁熱反應(yīng)法由V205冶煉金屬釩,請(qǐng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式3V205+10Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6V+5Al203

分析 赤泥主要含有鐵的氧化物、Al2O3、V2O5、V2O5、CuO,進(jìn)行堿浸,氧化鋁溶解形成偏鋁酸鹽,過濾后濾渣1含有,濾液1含有偏鋁酸鹽,通入二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀,經(jīng)過加熱分解可得到氧化鋁,濾渣1經(jīng)過還原磁選,可以分離出磁性產(chǎn)品應(yīng)為鐵,非磁性產(chǎn)品在空氣中焙燒,再用足量的硫酸溶解,溶液1中含有銅離子,調(diào)節(jié)PH值到8,銅離子沉淀完全,過濾得濾渣2應(yīng)為氫氧化銅,同時(shí)由于溶液中存在平衡VO2++H2O?VO3-+2H+,酸過量會(huì)抑制的生成NH4VO3,所以要調(diào)節(jié)溶液的PH值,過濾得溶液2中主要含釩元素以VO2+和VO3-的形式存在,再加入氯化銨轉(zhuǎn)化為NH4VO3,過濾后果得濾渣3為NH4VO3,焙燒得到V2O5,據(jù)此答題.

解答 解:赤泥主要含有鐵的氧化物、Al2O3、V2O5、V2O5、CuO,進(jìn)行堿浸,氧化鋁溶解形成偏鋁酸鹽,過濾后濾渣1含有,濾液1含有偏鋁酸鹽,通入二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀,經(jīng)過加熱分解可得到氧化鋁,濾渣1經(jīng)過還原磁選,可以分離出磁性產(chǎn)品應(yīng)為鐵,非磁性產(chǎn)品在空氣中焙燒,再用足量的硫酸溶解,溶液1中含有銅離子,調(diào)節(jié)PH值到8,銅離子沉淀完全,過濾得濾渣2應(yīng)為氫氧化銅,同時(shí)由于溶液中存在平衡VO2++H2O?VO3-+2H+,酸過量會(huì)抑制的生成NH4VO3,所以要調(diào)節(jié)溶液的PH值,過濾得溶液2中主要含釩元素以VO2+和VO3-的形式存在,再加入氯化銨轉(zhuǎn)化為NH4VO3,過濾后果得濾渣3為NH4VO3,焙燒得到V2O5,
(1)根據(jù)上面的分析可知,堿浸要使氧化鋁,所以只能用強(qiáng)堿,故選a;
(2)濾液1含有偏鋁酸鹽,濾液1與足量二氧化碳反應(yīng)的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-
故答案為:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3+HCO3-;
(3)根據(jù)上面的分析可知,磁選步驟得到的磁性產(chǎn)品為鐵,
故答案為:鐵;
(4)根據(jù)上面的分析可知,溶液1到溶液2的過程中,調(diào)節(jié)pH值至8有兩個(gè)目的,一是除去銅離子,二是使VO2+轉(zhuǎn)化為VO3-
故答案為:使VO2+轉(zhuǎn)化為VO3-;
(5)根據(jù)上面的分析可知,濾渣3的主要成分為NH4VO3,工業(yè)上常用鋁熱反應(yīng)法由V205冶煉金屬釩,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3V205+10Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6V+5Al203
故答案為:NH4VO3;3V205+10Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6V+5Al203

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)準(zhǔn)備工藝流程,易根據(jù)問題進(jìn)行分析解答,熟練掌握元素化合物性質(zhì),對(duì)工藝流程題目關(guān)鍵是理解整個(gè)過程,常涉及物質(zhì)的分離提純、條件的控制、原理的分析評(píng)價(jià)、陌生方程式書寫等,而涉及的元素化合物多是中學(xué)比較陌生的,側(cè)重考查學(xué)生分析能力、知識(shí)遷移運(yùn)用能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.(1)如圖曲線表示部分短周期元素的原子序數(shù)(按遞增順序排列)和其常見單質(zhì)沸點(diǎn)的關(guān)系.其中A點(diǎn)表示的單質(zhì)是F2 (填化學(xué)式).

(2)準(zhǔn)晶是一種無平移周期序,但有嚴(yán)格準(zhǔn)周期位置序的獨(dú)特晶體,可通過X射線衍射方法區(qū)分晶體、準(zhǔn)晶體和非晶體.
(3)氧化亞銅為半導(dǎo)體材料,在其立方晶胞內(nèi)部有四個(gè)氧原子,其余氧原子位于面心和頂點(diǎn),則該晶胞中有16個(gè)銅原子.
(4)很多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng),其原因是激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí),以一定波長(zhǎng)光的形式將能量釋放出來
(5)已知HF與F-通過氫鍵結(jié)合成HF2-.判斷HF2-和HF2-微粒間能否形成氫鍵,并說明理由.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.下列說法正確的是( 。
A.NaCl晶體中每個(gè)鈉離子與周圍6個(gè)氯離子形成6個(gè)離子鍵
B.前四周期元素的原子中,未成對(duì)電子數(shù)最多的是Mn
C.金屬導(dǎo)電的原因是在外電場(chǎng)作用下金屬產(chǎn)生自由電子,電子定向運(yùn)動(dòng)
D.巖漿冷卻過程中,晶格能高的礦物晶體先結(jié)晶

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.下列各組元素性質(zhì)遞變情況錯(cuò)誤的是(  )
A.Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次升高
B.P、S、Cl元素最高正化合價(jià)依次升高
C.B、C、N、O、F原 子半徑依次升高
D.Li、Na、K的原子半徑依次增大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列有關(guān)酸的事實(shí)和括號(hào)中對(duì)應(yīng)表現(xiàn)出的性質(zhì)均正確的是(  )
A.H2S氣體能用濃硫酸進(jìn)行干燥(濃硫酸的吸水性)
B.銅與濃硝酸制備NO2氣體(濃硝酸的強(qiáng)氧化性、酸性)
C.SO2的水溶液能夠使品紅溶液褪色(H2SO3的強(qiáng)氧化性)
D.可口可樂瓶蓋打開后,有大量氣體逸出(H2CO3的揮發(fā)性)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.向20mL1mol/LAl2(SO43溶液中,加入30mLKOH溶液,充分反應(yīng)后,得0.78g沉淀,則KOH溶液的物質(zhì)的量濃度為( 。
A.5mol/LB.3mol/LC.2mol/LD.7mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.在一定條件下,可逆反應(yīng)2A?B+3C在下列4種狀態(tài)中,處于平衡狀態(tài)的是( 。
A.正反應(yīng)速度 vA=2mol/(L•min)逆反應(yīng)速度vB=2 mol/(L•min)
B.正反應(yīng)速度 vA=2mol/(L•min)逆反應(yīng)速度vC=2 mol/(L•min)
C.正反應(yīng)速度 vA=1mol/(L•min)逆反應(yīng)速度vB=1.5 mol/(L•min)
D.正反應(yīng)速度 vA=1mol/(L•min)逆反應(yīng)速度vC=1.5mol/(L•min)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

4.如表列出了8種短周期元素在元素周期表中時(shí)位置,請(qǐng)用相應(yīng)的化學(xué)用語(yǔ)問答下列問題:

(1)元素⑦在元素周期表中處于第三周期,第ⅥA族.
(2)上述8種元素中,金屬性最強(qiáng)的元素的符號(hào)為Na,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的物質(zhì)的分子式為HClO4
(3)元素②、③和⑥分別形成的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物中,穩(wěn)定性最強(qiáng)的結(jié)構(gòu)式為.②的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的電子式為
(4)元素④和⑤各自的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物之間反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O.
(5)由①、⑦和⑧三種元素中的一種或幾種組成的單質(zhì)和化合物兩兩反應(yīng)中.能證明元素⑧的非金屬性強(qiáng)于⑦的置換反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2S+Cl2=S↓+2HCl.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

5.某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)對(duì)電化學(xué)原理進(jìn)行了一系列探究活動(dòng).

(1)如圖1為某實(shí)驗(yàn)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng):(用離子方程式表示)Fe+Cu2+═Fe2++Cu設(shè)計(jì)的原電池裝置,反應(yīng)前兩電極質(zhì)量相等,一段時(shí)間后,兩電極質(zhì)量相差12g,導(dǎo)線中轉(zhuǎn)移0.2mol電子
(2)其它條件不變,若將CuCl2溶液換為NH4Cl溶液,石墨電極反應(yīng)式為2H++2e-═H2↑;2H++2e-═H2↑;用吸管吸出鐵片附近溶液少許于試管中,向其中滴加少量新制飽和氯水,寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-,然后滴加幾滴硫氰化鉀溶液,溶液變紅,繼續(xù)滴加過量新制飽和氯水,顏色褪去,某同學(xué)的認(rèn)為是“溶液中的+3價(jià)鐵被氧化為更高的價(jià)態(tài)”,如果+3價(jià)鐵被氯氣氧化為FeO42-,寫出該反應(yīng)的離子方程式2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+
(3)其它條件不變,若將鹽橋換成彎銅導(dǎo)線與石墨相連成n型,如圖2所示,一段時(shí)間后,在甲裝置銅絲附近滴加酚酞試液,現(xiàn)象是溶液變紅電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-═4OH-乙裝置中石墨(1)為陰極(填正、負(fù)、陰、陽(yáng)),乙裝置中與銅線相連石墨電極上的生成物常用濕潤(rùn)淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn).

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