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五氧化二釩常用于生產(chǎn)硫酸或石油精煉的催化劑。某化工廠從廢釩催化劑中(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等)回收五氧化二釩和硫酸鉀,既能避免環(huán)境污染,又能節(jié)約資源。回收工藝流程如圖1:
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已知:①“酸浸”時V2O5和V2O4先與稀硫酸反應分別生成VO2+和VO2+。
②有機萃取劑萃取VO2+的能力比萃取VO2+的能力強。
③溶液中VO2+與VO3-可相互轉化:VO2++H2O?VO3-+2H+。
(1)“酸浸”時,F(xiàn)eSO4的作用是
在酸性條件下,將VO2+還原為VO2+
在酸性條件下,將VO2+還原為VO2+
。
(2)濾渣2的成分主要有
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3
(填化學式)。
(3)“萃取”和“反萃取”時,將發(fā)生R2(SO4n(水層)+2nHA(有機層)?2RAn(有機層)+nH2SO4(水層)(R表示VO2+,HA表示有機萃取劑),“反萃取”操作加入的試劑是
H2SO4
H2SO4
(填化學式)。
(4)“氧化”過程中發(fā)生反應的離子方程式為
3H2O+ClO3-+6VO2+=6VO2++Cl-+6H+
3H2O+ClO3-+6VO2+=6VO2++Cl-+6H+
。
若該廢釩催化劑中V2O5的含量為10%(原料中所有的釩已換算成V2O5)。該廠檢驗科實驗室取100g待處理樣品,按照上述流程進行實驗。當加入150mL0.1mol?L-1的KClO3溶液時,溶液中的釩元素恰好完全反應,則該工藝中釩的最大回收率是
81.9
81.9
%(假設與KClO3反應后的操作步驟中釩元素無損失)。
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(5)沉釩率是回收釩的關鍵之一。
①“沉釩”時,釩元素主要以
VO3-
VO3-
形式存在(填相應的離子符號)。
②實驗發(fā)現(xiàn),溫度超過80℃以后沉釩率下降(如圖2),可能的原因是
溫度升高,一水合氨受熱分解,氨氣逸出,使OH-濃度下降,VO2++H2O?VO3-+2H+,該平衡逆移,導致VO3-濃度下降,沉釩率下降
溫度升高,一水合氨受熱分解,氨氣逸出,使OH-濃度下降,VO2++H2O?VO3-+2H+,該平衡逆移,導致VO3-濃度下降,沉釩率下降

【答案】在酸性條件下,將VO2+還原為VO2+;Fe(OH)3、Al(OH)3;H2SO4;3H2O+ClO3-+6VO2+=6VO2++Cl-+6H+;81.9;VO3-;溫度升高,一水合氨受熱分解,氨氣逸出,使OH-濃度下降,VO2++H2O?VO3-+2H+,該平衡逆移,導致VO3-濃度下降,沉釩率下降
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.已知綠礬的化學式為FeSO4?7H2O,明礬的化學式為KAl(SO42?12H2O.工業(yè)上用廢棄固體制取粗銅、綠礬和明礬,操作流程如下:
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    (1)若廢棄固體中含有Cu2S、Al2O3、Fe2O3、SiO2等,加入的試劑x的化學式是
     
    (已知X是一種鹽).
    (2)在水溶液中,明礬和綠礬對水的電離平衡
     
    (填“有”或“無”)影響,若有影響,是
     
    (填“促進”或“抑制”)水的電離平衡.
    (3)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅的電解精煉,下列說法正確的是
     

    a.電能全部轉化為化學能    b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應
    c.溶液中Cu2+向陽極移動   d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬
    (4)利用反應2Cu+O2+2H2SO4
    2CuSO4+2H2O可制備CuSO4,若將該反應設計為原電池,其正極的電極反應式為
     

    (5)某同學為了檢驗產(chǎn)品中的綠礬是否含有Fe3+,將樣品溶解于水后,若選用試劑KSCN溶液,現(xiàn)象為
     
    ,則說明不含有Fe3+;若在樣品的溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液,現(xiàn)象為
     
    ,該反應的離子方程式為
     

    發(fā)布:2024/11/7 8:0:2組卷:5引用:1難度:0.3
  • 2.2020年,我國“奮斗者”號鈦合金載人艙完美扛住萬米壓力。鈦(Ti)常溫下與酸、堿均不反應,但高溫下能被空氣氧化,由鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3(鈦酸亞鐵),還有Fe2O3、MgO、SiO2等雜質(zhì))為主要原料冶煉金屬鈦同時獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如圖。
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    請回答下列問題。
    (1)鈦酸亞鐵和硫酸反應的產(chǎn)物之一是TiOSO4,反應中無氣體生成,該反應的化學方程式為
     

    (2)副產(chǎn)品甲俗稱“綠礬”其化學式是
     
    ,上述生產(chǎn)流程中加入Fe屑的目的是
     
    。
    (3)溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等陽離子。常溫下,其對應氫氧化物的K,如表所示。
    氫氧化物 Fe(OH)2 TiO(OH)2 Mg(OH)2
    Ksp 8.0×10-16 1.0×10-29 1.8×10-11
    ①若所得溶液中Mg2+的物質(zhì)的量濃度為0.0018mol/L,當溶液的pH等于
     
    時,Mg(OH)2開始沉淀。
    ②溶液Ⅱ加水并加熱,立即析出大量白色沉淀,該反應的離子方程式為
     
    。
    (4)TiO2與焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應生成TiCl4和一種可燃性氣體的化學方程式為
     
    。
    (5)Mg還原TiCl4過程中必須在稀有氣體(如氬)氛圍中進行的原因是
     

    發(fā)布:2024/11/7 8:0:2組卷:98引用:1難度:0.5
  • 3.鎳酸鋰(LiNiO2)是一種具有潛力的鋰離子電池材料。以鎳催化劑廢渣(主要成分是Ni,含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等雜質(zhì))為原料制備鎳酸鋰的流程如圖。
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    請回答下列問題:
    (1)LiNiO2中鎳的化合價為
     
    。
    (2)在實驗室中,“萃取、分液”需要的儀器有
     
    (填字母)。
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    (3)如果加入足量次氯酸鈉溶液“除鐵”,則“除鐵”反應的離子方程式為
     
    。
    (4)“除鈣”操作不能在玻璃儀器中進行,其原因是
     
    。
    (5)有人認為“除鈣”中可以用HF替代NH4F,則“除鈣”反應Ca2+(aq)+2HF(aq)?CaF2(s)+2H+(aq)的平衡常數(shù)K=
     
    [已知:室溫下,HF的電離常數(shù)Ka=4.0×10-4,Ksp(CaF2)=1.6×10-10]。
    (6)“酸浸”中鎳浸出率與液固比(稀硫酸濃度一定時溶液體積與鎳渣質(zhì)量之比)的關系如圖1所示,最佳液固比為
     
    。當液固比一定時,鎳浸出率與溫度的關系如圖2所示,40℃之前,隨著溫度升高,鎳浸出率逐漸增大的主要原因是
     
    。
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    (7)用3NiCO3?2Ni(OH)2?H2O制備鎳酸鋰的化學方程式為
     
    。

    發(fā)布:2024/11/6 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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