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为回收利用废钒催化剂(含有V205、V0S04及不溶性残渣),科研人员最新研制了...

为回收利用废钒催化剂(含有V205V0S04及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺主要流程如下

部分含钒物质常温在水中的溶解性如下:

回答下列问题:

(1)废钒催化剂,粉碎的目的是                    V0S04溶液水解显酸性,离子方程式为         

(2)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热法,该反应的化学方程式为                    引发铝热反应的操作是在纸漏斗中加入铝热剂后,再                   

(3)为了提高钒的浸出率,反应①Na2SO3酸酸浸使催化剂中的V2O5转变成可溶于水的V0S04与水浸液合并再通过反应KClO3氧化,使+4价的V氧化成易溶于水的(VO2)2SO4反应的离子方程式为                   

(4)该工艺中反应③的沉淀率是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式为                   

(5)已知常温NH4VO3溶解度0.468g/100g,则NH4VO3的溶度积常数         (已知V的相对原子质量为51)。

 

(1)充分接触,加快溶解VO2++2H2OVO(OH)2+2H+(或VO2++3H2OV(OH)4+2H+) (2)10Al+3V2O55Al2O5+6V铺上氯酸钾,插入镁条,点燃镁条 (3)V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O (4)NH4++VO3-=NH4VO3↓(5)1.6×10-3 【解析】 试题分析:(1)废钒催化剂,粉碎的目的是增大反应物的接触面积,加快溶解;VOSO4溶液水解显酸性,离子方程式为VO2++2H2OVO(OH)2+2H+。 (2)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热法,该反应的化学方程式为10Al+3V2O55Al2O5+6V。引发铝热反应的操作是:在纸漏斗中加入铝热剂后,再铺上氯酸钾,插入镁条,点燃镁条; (3)为了提高钒的浸出率,反应①用Na2SO3和硫酸酸浸使催化剂中的V2O5转变成可溶于水的VOSO4,反应的离子方程式为V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O; (4)该工艺中反应③的沉淀率是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式为NH4++VO3-=NH4VO3↓。 (5)已知常温下NH4VO3的溶解度为0.468g/100g水,即0.1L溶液中含有0.468g÷117g/mol=0.004mol,因此浓度是0.004mol÷0.1L=0.04mol/L,则NH4VO3的溶度积常数Ksp=c(NH4+)·c(VO3-)=0.04×0.04=1.6×10-3。 考点:考查物质制备工艺流程图分析与判断  
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考点分析:
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氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物有多种方法。

(1)可利用甲烷催化还原氮氧化物。已知

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H=-574kJ/mol

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H=-1160kJ/mol

则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)的热化学方程式是         

2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。发生的化学反应是:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)ΔH<0。为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是(一条即可                   

(3)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。ΔH<0

①该反应平衡常数表达式                   

若该反应在绝热恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是          (填代号)。

(4)利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下:

反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O===NO2+HNO3+2HCl,反应Ⅱ的化学方程式是。若有11.2LN2生成(标准状况),共消耗ClO2          g。

(5)工业废气中含有的NO2还可用电解法消除。用NO2为原料可制新型绿色硝化剂N2O5。制备方法之一是先将NO2转化为N2O4然后采用电解法制备N2O5,装置如下图所示。Pt甲为的电极反应式是                   

 

 

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亚硝酸钠是重要的防腐剂。某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料,设计如下装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)

查阅资料:①HNO2为弱酸,室温下存在反应3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O;

②在酸性溶液中,NO2可将MnO4还原为Mn2+且无气体生成。

③NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸

实验操作:①关闭弹簧夹,打开A中分液漏斗活塞,滴加一定量浓硝酸,加热;

②一段时间后停止加热;

③从C中取少量固体,检验是否是亚硝酸钠。

(1)A中反应的化学方程式是         

(2)B中观察的主要现象是          ,D装置的作用是         

(3)检验C中产物有亚硝酸钠的操作是         

(4)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少。

a甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠。

生成碳酸钠的化学方程式是          。为排除干扰甲在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应是          (写名称)。

b乙同学认为除上述干扰因素外,还会有空气参与反应导致产品不纯,所以在实验操作①前应增加一步操作,该操作是         

(5)实验经改进后可制得较纯亚硝酸钠,下列说法正确的是         

a亚硝酸钠有咸味,可代替食盐食用

b常温下,0.1mol/L亚硝酸溶液pH>1

c已知亚硝酸电离平衡常数为Ka亚硝酸根水解常数为Kh;水的离子积为Kw;则三者关系为:Ka·Kh=Kw

d0.1mol/L亚硝酸钠溶液中存在:c(NO2-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)

 

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常温下,下列说法正确的是

ApH=10的CH3COONa溶液中,水电离产生的c(OH-)=1×10-10mol·L-1

BpH=a的氨水溶液,稀释10倍(溶液体积变为原来10倍)后,其pH=b,则a=b+1

CpH=3的H2S溶液与pH=11的NaOH溶液任意比例混合:C(Na+)+c(H+)=c(OH)+c(HS)

DpH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液的:c(Na+)大小顺序为>>

 

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原子序数依次增大的abcd四种主族元素,其中ad同族,a的电子层结构与氦相同,bc的次外层有8个电子,b2-cd+的电子层结构相同。下列错误的是

A. 元素的非金属性次序为cba

B. a的还原性弱于c的还原性

C. d和其他3种元素均能形成离子化合物

D. 元素abc各自最高和最低化合价的代数和分别为046

 

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研究人员最近发现了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电,在海水中电池总反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl,下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是()

A.正极反应式:Ag+Cl-e===AgCl

B.每生成1molNa2Mn5O10转移2mol电子

C.Na不断向“水”电池的负极移动

D.AgCl是还原产物

 

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