釩被稱為“工業(yè)味精”,在發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)、國防等方面發(fā)揮著重要的作用。V2O5有強(qiáng)氧化性,在實(shí)驗(yàn)室以V2O5為原料制備氧釩(Ⅳ)堿式碳酸銨晶體,此晶體難溶于水,其化學(xué)式為(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]?10H2O,是制備熱敏材料VO2的原料。過程如下:V2O56mol/LHCl-N2H4.2HClⅠ微熱數(shù)分鐘VOCl2溶液NH4HCO3溶液Ⅱ(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]?10H2O。
已知:①氧化性:V2O5>Cl2;②VO2+能被O2氧化。
(1)步驟Ⅰ中除生成VOCl2外,還生成綠色環(huán)保,無毒無害的產(chǎn)物,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2V2O5+6HCl+N2H4?2HCl △ 4VOCl2+N2↑+6H2O2V2O5+6HCl+N2H4?2HCl △ 4VOCl2+N2↑+6H2O。若只用濃鹽酸與V2O5反應(yīng)也能制備VOCl2溶液,但從環(huán)保角度分析,使用N2H4?2HCl的目的是 V2O5會氧化氯離子生成氯氣,污染環(huán)境,使用N2H4?2HCl生成氮?dú)獠晃廴经h(huán)境V2O5會氧化氯離子生成氯氣,污染環(huán)境,使用N2H4?2HCl生成氮?dú)獠晃廴经h(huán)境。
(2)步驟Ⅱ可在如圖裝置中進(jìn)行:

①為了排盡裝置中的空氣,防止VO2+被氧化,上述裝置依次連接的合理順序?yàn)閏→a→b→f→g→d→ea→b→f→g→d→e(按氣流方向,用小寫字母表示)。
②連接好裝置,檢查氣密性良好后,加入試劑,開始實(shí)驗(yàn),具體操作為 先打開K1,當(dāng)C中溶液變渾濁,再關(guān)閉K1,打開K2,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)先打開K1,當(dāng)C中溶液變渾濁,再關(guān)閉K1,打開K2,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),將析出的產(chǎn)品過濾,用飽和NH4HCO3溶液洗滌。請從溶解平衡的角度解釋,使用飽和NH4HCO3溶液洗滌晶體的原因:增大了NH+4的濃度,促使(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]?10H2O的沉淀溶解平衡逆向移動,減少(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]?10H2O的溶解增大了NH+4的濃度,促使(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]?10H2O的沉淀溶解平衡逆向移動,減少(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]?10H2O的溶解證明沉淀已經(jīng)洗滌干凈的方法是 取少量洗滌液,先加入稀硝酸,再加入硝酸銀,如無沉淀產(chǎn)生,則說明已經(jīng)洗滌完全取少量洗滌液,先加入稀硝酸,再加入硝酸銀,如無沉淀產(chǎn)生,則說明已經(jīng)洗滌完全。
(4)測定粗產(chǎn)品中釩的含量。實(shí)驗(yàn)步驟如下:稱量ag產(chǎn)品于錐形瓶中,用稀硫酸溶解后得到VO2+的溶液,加入0.02mol?L-1KMnO4溶液至稍過量,加入某還原劑除去過量KMnO4溶液,最后用cmol?L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(VO+2+Fe2++2H+═VO2++Fe3++H2O),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為bmL。粗產(chǎn)品中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為 6.7cba%6.7cba%(以VO2+計(jì),式量為67)。若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),則測定結(jié)果 偏高偏高(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。
6
mol
/
LHC
l
-
N
2
H
4
.
2
HC
l
Ⅰ
微熱數(shù)分鐘
N
H
4
HC
O
3
溶液
Ⅱ
△
△
NH
+
4
NH
+
4
VO
+
2
6
.
7
cb
a
6
.
7
cb
a
【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì).
【答案】2V2O5+6HCl+N2H4?2HCl 4VOCl2+N2↑+6H2O;V2O5會氧化氯離子生成氯氣,污染環(huán)境,使用N2H4?2HCl生成氮?dú)獠晃廴经h(huán)境;a→b→f→g→d→e;先打開K1,當(dāng)C中溶液變渾濁,再關(guān)閉K1,打開K2,進(jìn)行實(shí)驗(yàn);增大了的濃度,促使(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]?10H2O的沉淀溶解平衡逆向移動,減少(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]?10H2O的溶解;取少量洗滌液,先加入稀硝酸,再加入硝酸銀,如無沉淀產(chǎn)生,則說明已經(jīng)洗滌完全;%;偏高
△
NH
+
4
6
.
7
cb
a
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:40引用:1難度:0.4
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1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:
(1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
(2)“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
(5)煅燒A的反應(yīng)方程式是
(6)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5 -
2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:
(1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
(2)“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
(5)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5 -
3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:
(1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
(2)“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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