5.釩及其化合物廣泛應(yīng)用于催化劑和新型電池等.工業(yè)上以富釩爐渣(主要成分為V2O5、Fe2O3和SiO2等)為原料提取五氧化二釩的工藝流程如圖所示:
(1)該工藝可循環(huán)利用的物質(zhì)有NaCl、NH4Cl.
(2)焙燒爐中發(fā)生的主要反應(yīng)化學(xué)方程式為2V2O5+4NaCl+O2=4NaVO3+2Cl2↑,焙燒爐中可用Na2CO3代替NaCl與富釩爐渣焙燒制得偏釩酸鈉.用Na2CO3代替NaCl的優(yōu)點(diǎn)是:無(wú)Cl2產(chǎn)生,不污染環(huán)境.
(3)234g固體偏釩酸鈉在煅燒過(guò)程中,固體的質(zhì)量減少值△W隨溫度變化的曲線如圖所示.其分解過(guò)程中a,(NH4VO3的相對(duì)分子質(zhì)量為117)

a、先分解失去NH3,再分解失去H2O
b、先分解失去H2O,再分解失去NH3
c、同時(shí)失去NH3和H2O
d、同時(shí)失去H2、N2和H2O
(4)為測(cè)定該產(chǎn)品的純度,興趣小組同學(xué)準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品V2O5 2.0g,加入足量的稀硫酸使其完全生成(VO22SO4,并配成250ml溶液.取25.00ml溶液用0.1000mol/L的H2C2O4溶液滴定,消耗標(biāo)準(zhǔn)液10.00ml.離子方程式為2VO2++H2C2O4+2H+═2VO2++2CO2↑+2H2O產(chǎn)品的純度為91%.
(5)V2O5 具有強(qiáng)氧化性,能與鹽酸反應(yīng)生成Cl2和VO+.該反應(yīng)的離子方程式為V2O5+4Cl-+6H+=2VO++2Cl2↑+3H2O.用V2O5、KMnO4分別于濃鹽酸反應(yīng)制取等量的Cl2時(shí),消耗V2O5、KMnO4的物質(zhì)的量之比為5:4.

分析 富釩爐渣(主要成分為V2O5、Fe2O3和SiO2等)加氧氣和NaCl焙燒,生成含有雜質(zhì)的偏釩酸鈉,用水溶解,過(guò)濾,濾液中加氯化銨和硫酸生成偏釩酸銨和氯化鈉,過(guò)濾,濾渣為偏釩酸銨,濾液為氯化鈉溶液,煅燒偏釩酸銨生成氨氣和五氧化二釩,氨氣用鹽酸吸收可以得到氯化銨;
(1)根據(jù)流程分析判斷;
(2)焙燒時(shí)V2O5與NaCl、氧氣反應(yīng)生成偏釩酸鈉和氯氣;用Na2CO3代替NaCl與富釩爐渣焙燒制得偏釩酸鈉和二氧化碳;
(3)根據(jù)NH4VO3在焙燒時(shí)質(zhì)量變化的圖象進(jìn)行解答;
(4)已知離子方程式為2VO2++H2C2O4+2H+═2VO2++2CO2↑+2H2O,根據(jù)H2C2O4的物質(zhì)的量求出VO2+的物質(zhì)的量,再求出V2O5的質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù);
(5)V2O5具有強(qiáng)氧化性,能與鹽酸反應(yīng)生成Cl2和VO+,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平方程式;根據(jù)方程式計(jì)算.

解答 解:富釩爐渣(主要成分為V2O5、Fe2O3和SiO2等)加氧氣和NaCl焙燒,生成含有雜質(zhì)的偏釩酸鈉,用水溶解,過(guò)濾,濾液中加氯化銨和硫酸生成偏釩酸銨和氯化鈉,過(guò)濾,濾渣為偏釩酸銨,濾液為氯化鈉溶液,煅燒偏釩酸銨生成氨氣和五氧化二釩,氨氣用鹽酸吸收可以得到氯化銨;
(1)由流程分析可知,該工藝可循環(huán)利用的物質(zhì)有NaCl、NH4Cl;
故答案為:NaCl、NH4Cl;
(2)焙燒時(shí)V2O5與NaCl、氧氣反應(yīng)生成偏釩酸鈉和氯氣,其反應(yīng)的方程式為:2V2O5+4NaCl+O2=4NaVO3+2Cl2↑;用Na2CO3代替NaCl與富釩爐渣焙燒制得偏釩酸鈉和二氧化碳,反應(yīng)中沒(méi)有氯氣生成,不會(huì)污染環(huán)境;
故答案為:2V2O5+4NaCl+O2=4NaVO3+2Cl2↑;無(wú)Cl2產(chǎn)生,不污染環(huán)境;
(3)根據(jù)NH4VO3在焙燒變化的圖象可知:
2NH4VO3═V2O5+2NH3↑+H2O
234g          34g  18g
減少值開始為0~34g,曲線到200℃時(shí)曲線開始平直;到約為300℃時(shí)又開始減少(H2O的質(zhì)量),到350℃時(shí)減少18g時(shí)就不再變化,所以NH4VO3在焙燒過(guò)程中200℃時(shí)左右先失去氨;在300~350℃再失去水,故a正確;
故答案為:a;
(4)準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品V2O5 2.0g,加入足量的稀硫酸使其完全生成(VO22SO4,并配成250ml溶液.取25.00ml溶液用0.1000mol/L的H2C2O4溶液滴定,消耗標(biāo)準(zhǔn)液10.00ml,已知離子方程式為2VO2++H2C2O4+2H+═2VO2++2CO2↑+2H2O,
則n(VO2+)=2n(H2C2O4)=2×0.01L×0.1000mol/L,
所以250ml溶液中n(VO2+)=2×0.01L×0.1000mol/L×$\frac{250mL}{25mL}$=0.02mol,所以n(V2O5)=0.01mol,其質(zhì)量為0.01mol×182g/mol=1.82g,
所以產(chǎn)品的純度為$\frac{1.82}{2}$×100%=92%;
故答案為:92%;
(5)V2O5具有強(qiáng)氧化性,能與鹽酸反應(yīng)生成Cl2和VO+,其反應(yīng)的離子方程式為:V2O5+4Cl-+6H+=2VO++2Cl2↑+3H2O;高錳酸鉀與鹽酸反應(yīng)生成氯氣方程式為:2KMnO4+16HCl(濃)═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,則分別生成1mol氯氣消耗V2O5、KMnO4的物質(zhì)的量之比為0.5mol:0.4mol=5:4;
故答案為:5:4.

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案、氧化還原反應(yīng)滴定及計(jì)算、物質(zhì)的分離提純、對(duì)條件與操作的分析評(píng)價(jià),是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,注意題目信息的遷移運(yùn)用,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2017屆福建省高三上第二次月考化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

鎂和鋁分別與等濃度、等體積的過(guò)量稀硫酸反應(yīng),產(chǎn)生氣體的體積(V)與時(shí)間(t)關(guān)系如右圖。反應(yīng)中鎂和鋁的(  )

A.物質(zhì)的量之比為3∶2

B.質(zhì)量之比為3∶2

C.摩爾質(zhì)量之比為2∶3

D.反應(yīng)速率之比為2∶3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

16.某學(xué)生用已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸來(lái)測(cè)定未知物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時(shí),選擇甲基橙作指示劑.請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)用標(biāo)準(zhǔn)的鹽酸滴定待測(cè)的NaOH溶液時(shí),左手握酸式滴定管的活塞,右手搖動(dòng)錐形瓶,眼睛注視錐形瓶中溶液顏色變化,直到因加入一滴鹽酸后,溶液由黃色變?yōu)槌壬,并半分鐘?nèi)不復(fù)原為止.
(2)下列操作中可能使所測(cè)NaOH溶液的濃度數(shù)值偏低的是D(填字母序號(hào)).
A.酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤(rùn)洗就直接注入標(biāo)準(zhǔn)鹽酸
B.滴定前盛放NaOH溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒(méi)有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有氣泡,滴定后氣泡消失
D.讀取鹽酸體積時(shí),開始仰視讀數(shù),滴定結(jié)束時(shí)俯視讀數(shù)
(3)若滴定開始和結(jié)束時(shí),酸式滴定管中的液面如圖所示,則所用鹽酸溶液的體積為26.10mL.
(4)某學(xué)生根據(jù)3次實(shí)驗(yàn)分別記錄有關(guān)數(shù)據(jù)如表:
滴定次數(shù)待測(cè)NaOH溶液的體積/mL0.100 0 mol•L-1鹽酸的體積/mL
滴定前刻度滴定后刻度溶液體積/mL
第一次25.000.0026.1126.11
第二次25.001.5630.3028.74
第三次25.000.2226.3126.09
依據(jù)如表數(shù)據(jù)列式計(jì)算該NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度0.1044mol/L.(保留4位有效數(shù)字)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

13.鐵觸媒是重要的催化劑,CO易與鐵觸媒作用導(dǎo)致其失去催化活性:Fe+5CO=Fe(CO)5;除去CO的化學(xué)反應(yīng)方程式為:[Cu(NH32]OOCCH3+CO+NH3=[Cu(NH33(CO)]OOCCH3
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)C、N、O的電離能由大到小的順序?yàn)镹>O>C,基態(tài)Fe原子的價(jià)電子排布式為3d64s2
(2)Fe(CO)5又名羰基鐵,常溫下為黃色油狀液體,則Fe(CO)5的晶體類型是分子晶體,
Fe(CO)5在空氣中燃燒后剩余的固體呈紅棕色,相應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(CO)5+13O2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2Fe2O3+20CO2
(3)gd合物[Cu(NH32]OOCCH3中碳原子的雜化類型是sp3、sp2,配體中提供孤對(duì)電子的原子是N.
(4)用[Cu(NH32]OOCCH3除去CO的反應(yīng)中,肯定有bd形成.
a.離子鍵    b.配位鍵   c.非極性鍵   d.δ鍵
(5)單質(zhì)鐵的晶體在不同溫度下有兩種堆積方式,晶胞分別如圖所示,面心立方晶胞和體心立方晶胞中實(shí)際含有的鐵原子個(gè)數(shù)之比為2:1,面心立方堆積與體心立方堆積的兩種鐵晶體的密度之比為4$\sqrt{2}$:3$\sqrt{3}$(寫出已化簡(jiǎn)的比例式即可).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

20.二甲醚(CH3OCH3)是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作做冷劑等,對(duì)臭氧層無(wú)破壞作用.工業(yè)上以水煤氣(CO、H2)為原料生產(chǎn)二甲醚CH3OCH3的新工藝主要發(fā)生三個(gè)反應(yīng):
2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.0kJ.mol-1 ①
2CH3OH(g)?CH3OCH(g)+H2O (g)△H=-24.5kJ.mol-1
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.1kJ.mol-1
回答下列問(wèn)題:
(1)新工藝的總反應(yīng)3H2+3CO?CH3OCH3+CO2的熱化學(xué)方程式為3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-245.6kJ/mol.
(2)已知一些共價(jià)鍵的鍵能如下:
 化學(xué)鍵 H-H C-H C-O O-H
 鍵能(kJ.mol-1 436 414 326 464
運(yùn)用反應(yīng)①計(jì)算一氧化碳中碳氧共價(jià)鍵的鍵能1070kJ•mol-1
(3)在250℃恒容密閉容器中,下列事實(shí)可以說(shuō)明反應(yīng)③已達(dá)平衡的是(填選項(xiàng)字母)BC.
A.容器內(nèi)氣體密度保持不變    
B.CO與CO2的物質(zhì)的量之比保持不變
C.H2O與CO2的生成速率之比為1:1   
 D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)保持不變
(4)某溫度下,將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)10min后,達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,計(jì)算此溫度下的平衡常數(shù)K=2.042.
(5)綠色電源“二甲醚-氧氣燃料電池”的工作原理如圖所示.
①氧氣應(yīng)從C處通入,電極Y為正極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+═2H2O;
②二甲醚(CH32O應(yīng)從b處加入,電極X上發(fā)生的電極反應(yīng)式為(CH32O-12e-+3H2O=2CO2+12H+;
③電池在放電過(guò)程中,電極X周圍溶液的pH減小 (填“增大”“減小”或“不變”).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

9.常溫下,濃度均為0.10mol•L-1、體積均為V0的HX和HY溶液,分別加水稀釋至體積V,AG[AG=$\frac{c({H}^{+})}{c(O{H}^{-})}$]隨1g$\frac{V}{{V}_{0}}$的變化如圖所示.下列敘述正確的是( 。
A.a、b溶液中導(dǎo)電離子數(shù)目相等
B.水的電離程度:a<b<c
C.d點(diǎn)所示溶液的AG=8
D.與等濃度的NaOH溶液中和時(shí),c點(diǎn)消耗NaOH溶液的體積大于a點(diǎn)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

14.市售乙醛通常為40%左右的乙醛溶液.久置的乙醛溶液會(huì)產(chǎn)生分層現(xiàn)象,上層為無(wú)色油狀液體,下層為水溶液.據(jù)測(cè)定,上層物質(zhì)為乙醛的加合物(C2H4O)n,它的沸點(diǎn)比水的沸點(diǎn)高,分子中無(wú)醛基.乙醛在溶液中易被氧化,為從變質(zhì)的乙醛溶液中提取乙醛(仍得到溶液),可利用如下反應(yīng)原理:(C2H4O)n$\stackrel{H+}{→}$n(C2H4O).
(1)先把混合物分離得到(C2H4O)n:將混合物放入分液漏斗中,靜置,分離操作名稱為分液.
(2)證明是否已有部分乙醛被氧化的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是取少量下層水溶液,滴加石蕊試液,如果溶液呈紅色,說(shuō)明部分乙醛已被氧化.
(3)提取乙醛的裝置如圖:燒瓶中放的是(C2H4O)n和6mol/LH2SO4的混合液,錐形瓶中是蒸餾水.加熱至混合液沸騰,(C2H4O)n緩慢分解,生成的氣體導(dǎo)入錐形瓶的水中.
①用冷凝管的目的是使加合物冷凝回流到燒瓶?jī)?nèi),冷凝水的進(jìn)口是b(填“a”或“b”).
②錐形瓶?jī)?nèi)導(dǎo)管口出現(xiàn)氣泡,從下到上升至液面過(guò)程中,體積越來(lái)越小,直至完全消失,說(shuō)明乙醛具有易溶于水的性質(zhì),當(dāng)觀察到導(dǎo)氣管中氣流很小時(shí),必要的操作是及時(shí)撤去導(dǎo)管,目的是防止倒吸.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

11.下列屬于放熱反應(yīng)的是( 。
A.液態(tài)水氣化B.Al和Fe3O4的反應(yīng)
C.濃硫酸的稀釋D.Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl(固體)混合

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.中華文明源遠(yuǎn)流長(zhǎng),下面中國(guó)國(guó)寶級(jí)文物的表面不會(huì)因電化學(xué)腐蝕被氧化的是(  )
A.秦朝銅車馬B.春秋越王劍C.唐三彩D.商代司母戊鼎
    
A.AB.BC.CD.D

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同步練習(xí)冊(cè)答案