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工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如...

工业上设计将VOSO4中的K2SO4SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:

请回答下列问题:

1)步骤所得废渣的成分是____________写化学式),操作I的名称______

2)步骤的变化过程可简化为(下式R表示VO2+HA表示有机萃取剂):

R2(SO4)n(水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)

中萃取时必须加入适量碱,其原因是____________________________

X试剂为___________________

3的离子方程式为________________________

425℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:

pH

13
 

14
 

15
 

16
 

17
 

18
 

19
 

20
 

21
 

钒沉淀率%
 

881
 

948
 

965
 

980
 

988
 

988
 

964
 

931
 

893
 

 

结合上表,在实际生产中,中加入氨水,调节溶液的最佳pH__________

若钒沉淀率为931%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)<_____________

(已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=26×10-39)

5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有_____________________

 

SiO2 过滤 加入碱中和硫酸,促使平衡正向移动,提高钒的萃取率[或类似表述,如提高RAn(有机层)的浓度、百分含量等] H2SO4 NH3·H2O+VO3- =NH4VO3↓+OH- 1.7~1.8(或1.7、1.8其中一个) 2.6×10-3mol·L-1 氨气(或氨水) 有机萃取剂 【解析】 将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程,水溶过滤得到含VO2+、SO42-、K+的溶液,加入有机萃取剂分液得到含VO2+的有机层,再经过反萃取得到水层,加入KClO3氧化VO2+为VO3-,加入氨水调节溶液PH形成NH4VO3沉淀,灼烧得到V2O5,以此分析解答; (1)含有K2SO4、SiO2杂质VOSO4水溶后,二氧化硅不溶于水,过滤得到滤渣为二氧化硅; (2)③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行; (3)依据氨水与VO3-反应配平得到离子方程式; (4)根据表中数据判断,⑤中加入氨水,调节溶液pH最佳值为1.8,此时钡沉淀率达到最大,需要氨水量较小;依据沉淀溶度积计算分析; (5)分析流程图,物质参加反应,反应过程中又生成可以循环利用. (1)对比操作I前后的物质,可以判断VOSO4、K2SO4是易溶易电离的盐,而二氧化硅是难溶于水的酸性氧化物,因此滤渣的主要成分是SiO2;操作I的目的是从混合物中分离滤渣和溶液,说明I是过滤; (2)加入碱,碱能中和硫酸,减小硫酸浓度,使R2(SO4)n(水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层)+ nH2SO4 (水层)的平衡向正反应方向移动,提高钒的萃取率[或类似表述,如提高RAn(有机层)的浓度、百分含量、充分溶解等];加入X试剂的目的是得到有机萃取剂HA,因此需要使R2(SO4)n(水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层)+ nH2SO4 (水层)的平衡向逆反应方向移动,且不能引入新的杂质,因此X为硫酸; (3)加入氨水提高溶液的pH至1.7~1.8之间时,首先氨水与酸中和生成铵根离子,接着铵根离子与钒酸根离子结合生成钒酸铵沉淀,即NH3·H2O+H+ = NH4++H2O,NH4++VO3- =NH4VO3↓或NH3·H2O+VO3- =NH4VO3↓+OH-或NH3·H2O+VO3-+H+ =NH4VO3↓+ H2O; (4)读表,pH至1.7~1.8之间时,钒沉淀率最高,达到98.8%;根据钒沉淀率和溶液pH之间关系,若钒沉淀率为93.1%,则溶液pH=2.0,则c(H+)=10-2mol/L,由于常温下水的离子积为1.0×10-14,c(OH-)==10-12mol/L,若不产生Fe(OH)3沉淀,则Qc
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考点分析:
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石嘴山市打造山水园林城市,因此研究NOxSO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。

(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2

已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:

SO2(g)+NH3·H2O(aq)= NH4HSO3(aq)  ΔH1=a kJ/mol

NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l)  ΔH2=b kJ/mol

2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)  ΔH3=c kJ/mol

则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g) =2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=______kJ/mol

(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)  ΔH =−681.8 kJ/mol对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在温度为TK时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:

时间/min

浓度/mol·L−1

0

10

20

30

40

50

O2

1.00

0.79

0.60

0.60

0.64

0.64

CO2

0

0.42

0.80

0.80

0.88

0.88

 

010 min内,平均反应速率v(SO2)=_____mol/(L·min)

30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是_____(填字母)。

A.通入一定量的O2 B.加入一定量的粉状碳酸钙

C.适当缩小容器的体积         D.加入合适的催化剂

(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)  ΔH=−34.0 kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:

由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大,其原因为_______;在1100K时,CO2的体积分数为______

(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K1.1×106 Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=____[已知:气体分压(P)=气体总压(P)×体积分数]

(5)汽车尾气还可利用反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)  ΔH=−746.8 kJ/mol,实验测得,v=k·c2(NO)·c2(CO)v=k·c(N2)·c2(CO2)kk为速率常数,只与温度有关)。

①达到平衡后,仅升高温度,k增大的倍数____(填“>”“<”或“=”)k增大的倍数。

②若在1L的密闭容器中充入1 molCO1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则kk=_____

 

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维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),它的分子式是C6H8O6。维生素C易被空气中的氧气氧化。在新鲜的水果,蔬菜,乳制品中都富含有维生素C,如新鲜橙汁中维生素C的含量为500mg·L1左右。某校课外活动小组测定了某品牌的软包装橙汁中维生素C的含量,下面是测定分析的实验报告:

1)测定目的:测定XX牌软包装橙汁中维生素C的含量。

2)测定原理:C6H8O6+ I2 → C6H6O6+ 2H++ 2I

3)实验用品:

①实验仪器:酸式滴定管,铁架台,锥形瓶,滴管等。

②试剂:指示剂__________(填名称),7.5×10-3mol·L1标准碘液,蒸馏水。

4)实验步骤:

①洗涤仪器:检查滴定管是否漏水,润洗好后装好标准碘液。

②打开软包装橙汁,目测颜色(橙黄色,澄清度好),用酸式滴定管向锥形瓶中移入20.00ml待测橙汁,滴入2滴指示剂。

③用左手控制滴定管的___________(填部位),右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化直到滴定终点,判断滴定终点的现象是__________________

记下读数,再重复操作两次。

5)数据记录处理,若经数据处理,滴定中消耗标准碘溶液的体积是15.00ml,则此橙汁中维生素C的含量为_________mg·L1

6)误差若在实验中存在下列操作,其中会使维生素C的含量偏低的是________

A. 量取待测橙汁的仪器水洗后未润洗

B. 锥形瓶水洗后未用待测液润洗

C. 滴定前尖嘴部分有一气泡,滴定终点时消失

D. 滴定前仰视读数,滴定后俯视读数

7)若用标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,并用甲基橙做指示剂,该指示剂的误差虽在允许范围内,但依然会导致测的浓度比实际值_________(填偏大偏小

 

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按要求填写下面的空。

1)温度相同、浓度均为0.2mol/L的①(NH4)2SO4、②NaNO3、③NH4HSO4NH4NO3NaClO  CH3COONa溶液,它们的pH值由小到大的排列顺序是________

A.③①④②⑥⑤     B.③①④②⑤⑥    C.③②①⑥④⑤       D.⑤⑥②④①③

225℃时,利用pH试纸测得0.1mol•L-1醋酸溶液的pH约为3,则可以估算出醋酸的电离常数约为_______;向10mL此溶液中加水稀释。pH值将_____(填增大减小无法确定

325 ℃时,pH=3NH4Al(SO4)22c(SO42-)c(NH4+)3c(Al3)______(取近似值)

4pH=2的盐酸和CH3COOH溶液各1mL,分别加水至pH再次相等,则加入水的体积V(HCl)__________V(CH3COOH)(“>”“<”“=”,下同)

5)浓度均为0.1mol/L的盐酸和CH3COOH溶液各1mL,加入等体积的水稀释后pH(HCl)_____pH(CH3COOH)

 

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常温下,用NaOH溶液滴定H2C2O4溶液,溶液中-lg[c(H+)/c(H2C2O4)]-lgc(HC2O4-)-lg[c(H+)/c(HC2O4-)]-lgc(C2O42-)关系如图所示,下列说法错误的是( )

A. Ka1(H2C2O4)=1×102

B. 滴定过程中,pH=5时,C(Na)3C(HC2O4-)>0

C. 1 mol/LH2C2O4溶液中加入等体积等浓度的NaOH溶液,完全反应后显酸性

D. 0.1 mol/LH2C2O4溶液中加水稀释,C(HC2O4-)/C(H2C2O4)比值将增大

 

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室温下,用相同物质的量浓度的 HC1 溶液,分别滴定物质的量浓度均为 0.1 mol/L 的三种碱溶液,滴定 曲线如图所示。下列判断正确的是

A. 滴定前,三种碱溶液中水电离出的 c(H+)大小关系: DOH>BOH>AOH

B. pH= 7 时,c(A+)=c(B+)=c(D+)

C. 滴定至 P 点时,溶液中:c(Cl-)>c(B+)>c(BOH)>c(OH-)>c(H+)

D. 当中和百分数达 100%时,将三种溶液混合后:c(AOH)+c(BOH)+c(DOH)=c(H+)-c(OH-)

 

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试题属性
  • 题型:工业流程
  • 难度:中等

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