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          為回收利用廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘渣),科研人員研制了一種回收V2O5的新工藝,主要流程如圖。

          已知:i.部分含釩物質常溫下在水中的溶解性如下表所示:
          物質 VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO22SO4
          溶解性 可溶 難溶 難溶 易溶
          ii.
          VO
          +
          2
          +2OH-?
          VO
          -
          3
          +H2O。
          回答下列問題:
          (1)用水浸泡廢釩催化劑,為了提高單位時間內廢釩的浸出率,可以采取的措施為
          粉碎廢釩
          粉碎廢釩
          粉碎廢釩、攪拌或適當升溫
          粉碎廢釩、攪拌或適當升溫
          (寫兩條)。
          (2)濾液1和濾液2中含釩的主要物質成分相同。在濾渣1中加入Na2SO3和過量H2SO4溶液發生反應的化學方程式為
          V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O
          V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O

          (3)生成
          VO
          +
          2
          的反應中消耗1molKClO3時轉移6mol電子,該反應的離子方程式為
          6VO2++
          C
          l
          O
          -
          3
          +3H2O═6
          VO
          +
          2
          +Cl-+6H+
          6VO2++
          C
          l
          O
          -
          3
          +3H2O═6
          VO
          +
          2
          +Cl-+6H+

          (4)結合化學用語,用平衡移動原理解釋加入氨水的作用為
          作用1:溶液中存在平衡:
          VO
          +
          2
          +2OH?
          VO
          -
          3
          +H2O,加入氨水,使OH-濃度增大,該平衡正移,從而使
          VO
          +
          2
          盡可能都轉化為
          VO
          -
          3
          ;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)?
          NH
          +
          4
          (aq)+
          VO
          -
          3
          (aq),加入氨水,使
          NH
          +
          4
          濃度增大,該平衡逆移,從而使NH4VO3盡可能沉淀析出
          作用1:溶液中存在平衡:
          VO
          +
          2
          +2OH?
          VO
          -
          3
          +H2O,加入氨水,使OH-濃度增大,該平衡正移,從而使
          VO
          +
          2
          盡可能都轉化為
          VO
          -
          3
          ;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)?
          NH
          +
          4
          (aq)+
          VO
          -
          3
          (aq),加入氨水,使
          NH
          +
          4
          濃度增大,該平衡逆移,從而使NH4VO3盡可能沉淀析出

          (5)最后釩以NH4VO3的形式沉淀出來。以沉釩率(NH4VO3沉淀中V的質量和廢催化劑中V的質量之比)表示該步反應釩的回收率。請解釋如圖溫度超過80℃以后,沉釩率下降的可能原因是
          原因1:溫度升高,NH4VO3溶解度增大,沉釩率下降;原因2:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使
          NH
          +
          4
          濃度下降,沉釩率下降;原因3:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使OH-濃度下降,
          VO
          +
          2
          +2OH-?
          VO
          -
          3
          +H2O,該平衡逆移,導致
          VO
          -
          3
          濃度下降,沉釩率下降;原因4:平衡
          VO
          +
          2
          +2OH-?
          VO
          -
          3
          +H2O,正反應可能是放熱反應,溫度升高,該平衡逆移,導致
          VO
          -
          3
          濃度下降,沉釩率下降
          原因1:溫度升高,NH4VO3溶解度增大,沉釩率下降;原因2:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使
          NH
          +
          4
          濃度下降,沉釩率下降;原因3:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使OH-濃度下降,
          VO
          +
          2
          +2OH-?
          VO
          -
          3
          +H2O,該平衡逆移,導致
          VO
          -
          3
          濃度下降,沉釩率下降;原因4:平衡
          VO
          +
          2
          +2OH-?
          VO
          -
          3
          +H2O,正反應可能是放熱反應,溫度升高,該平衡逆移,導致
          VO
          -
          3
          濃度下降,沉釩率下降
          (寫兩條)。

          (6)測定產品中V2O5的純度稱取ag產品,先用硫酸溶解,得到(VO22SO4溶液,再加入b1mLc1mol?L-1H2C2O4溶液(2
          VO
          +
          2
          +H2C2O4+2H+═2VO2++2CO2↑+2H2O),最后用c2mol?L-1KMnO4溶液滴定過量的H2C2O4至終點,消耗KMnO4溶液的體積為b2mL。已知
          M
          n
          O
          -
          4
          被還原為Mn2+,假設雜質不參與反應。則產品中V2O5(摩爾質量:182g?mol-1)的質量分數是
          182
          b
          1
          c
          1
          -
          2
          .
          5
          b
          2
          c
          2
          1000
          a
          ×100%
          182
          b
          1
          c
          1
          -
          2
          .
          5
          b
          2
          c
          2
          1000
          a
          ×100%
          (列出計算式)。

          【答案】粉碎廢釩;粉碎廢釩、攪拌或適當升溫;V2O5+Na2SO3+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O;6VO2++
          C
          l
          O
          -
          3
          +3H2O═6
          VO
          +
          2
          +Cl-+6H+;作用1:溶液中存在平衡:
          VO
          +
          2
          +2OH?
          VO
          -
          3
          +H2O,加入氨水,使OH-濃度增大,該平衡正移,從而使
          VO
          +
          2
          盡可能都轉化為
          VO
          -
          3
          ;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)?
          NH
          +
          4
          (aq)+
          VO
          -
          3
          (aq),加入氨水,使
          NH
          +
          4
          濃度增大,該平衡逆移,從而使NH4VO3盡可能沉淀析出;原因1:溫度升高,NH4VO3溶解度增大,沉釩率下降;原因2:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使
          NH
          +
          4
          濃度下降,沉釩率下降;原因3:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使OH-濃度下降,
          VO
          +
          2
          +2OH-?
          VO
          -
          3
          +H2O,該平衡逆移,導致
          VO
          -
          3
          濃度下降,沉釩率下降;原因4:平衡
          VO
          +
          2
          +2OH-?
          VO
          -
          3
          +H2O,正反應可能是放熱反應,溫度升高,該平衡逆移,導致
          VO
          -
          3
          濃度下降,沉釩率下降;
          182
          b
          1
          c
          1
          -
          2
          .
          5
          b
          2
          c
          2
          1000
          a
          ×100%
          【解答】
          【點評】
          聲明:本試題解析著作權屬菁優網所有,未經書面同意,不得復制發布。
          發布:2024/4/20 14:35:0組卷:110引用:2難度:0.3
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            (1)在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有
             

            (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
             
            (用離子方程式表示)。
            (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則操作B是
             

            (4)煅燒A的反應方程式是
             

            (5)ag燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標準規定,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量分數應不低于
             
            (用含a、b的表達式表示)。

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
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            (1)焙燒時產生的主要有害氣體是
             

            (2)若在空氣中“酸浸”時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
             
            (用離子方程式表示).
            (3)根據下表數據:
            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
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,檢驗Fe3+已經除盡的試劑是
             
            (除KSCN外).
            (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀,則A的操作是
             

            發布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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