题目内容

(19分)钒有金属“维生素”之称,研究发现钒的某些化合物对治疗糖尿病有很好的疗效。
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2、CuO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②、③的变化过程可表示为(HM为有机萃取剂):
VOSO4 (水层)+ 2HM(有机层) VOM2(有机层) + H2SO(水层) 
步骤②中萃取时必须加入适量碱,其原因是                         
步骤③中X试剂为                   
(2)步骤④的离子方程式为                      
(3)该工艺流程中,可以循环利用的物质有               和       
(4)操作Ⅰ得到的废渣,用         溶解,充分反应后,                     ,(填写系列操作名称)称量得到mg氧化铜。
(5)为了制得氨水,甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。

 
实验装置
实验药品
制备原理
甲小组
A
氢氧化钙、氯化铵
反应的化学方程式为①                    
乙小组
   
浓氨水、氢氧化钠固体
分析产生氨气的原因③                               
 

(1)加入碱中和硫酸,促使平衡正向移动,提高钒的萃取率(2分);H2SO4(2分)
(2)ClO3-+6VO2++9H2O= Cl-+6VO3-+18H+(3分)
(3)氨气(或氨水)(1分);有机萃取剂(1分)
(4) 氢氧化钠溶液(1分)  过滤、洗涤、干燥(2分)
(5)① 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑。(2分)② B (2分)
③氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;氧氧化钠吸水,促使氨放出;氢氧化钠电离出的OH增大了氨水中OH浓度,促使氨水电离平衡左移,导致氨气放出。 (3分)

解析试题分析:(1)根据题意知,步骤②、③的变化过程可表示为(HM为有机萃取剂):
VOSO4 (水层)+ 2HM(有机层) VOM2(有机层) + H2SO(水层) ,萃取过程该平衡正向移动,反萃取过程该平衡逆向移动;步骤②中萃取时必须加入适量碱,其原因是加入碱中和硫酸,促使平衡正向移动,提高钒的萃取率。步骤③中X试剂为H2SO4。(2)根据题给流程图知,步骤④为ClO3-将6VO2+氧化为VO3-,根据氧化还原方程式及离子方程式的书写原则写出该反应的离子方程式为ClO3-+6VO2++9H2O= Cl-+6VO3-+18H+。(3)由题给工艺流程知,可以循环利用的物质有氨气(或氨水)和有机萃取剂。(4)操作Ⅰ为溶解操作,二氧化硅和氧化铜不溶于水,得到的废渣为二氧化硅和氧化铜的混合物,二氧化硅为酸性氧化物,氧化铜为碱性氧化物,故用氢氧化钠溶液溶解,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量得到mg氧化铜。(5)甲小组为氢氧化钙和氯化铵固体共热生成氯化钙、氨气和水,化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;乙小组用浓氨水和氢氧化钠固体不加热制氨气,应选B装置;产生氨气的原因为氢氧化钠溶于水放出大量热,温度升高,使氨的溶解度减小而放出;氧氧化钠吸水,促使氨放出;氢氧化钠电离出的OH增大了氨水中OH浓度,促使氨水电离平衡左移,导致氨气放出。
考点:以工业上将VOSO4中的K2SO4、SiO2、CuO杂质除去并回收得到V2O5的流程为载体考查化学平衡移动原理、物质的分离和提纯、氨气的制备及相关反应方程式的书写。

练习册系列答案
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②干燥Cl2时从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入浓H2SO4中。冷却的作用是                        
(4)Zn还原SiCl4的反应如下:
反应①:400℃~756℃,SiCl4(g)+2Zn(l)Si(S)+2ZnCl2(l)  △H1<0
反应②:756℃~907℃,SiCl4(g)+2Zn(l)Si(S)+2ZnCl2(g)  △H2<0
反应③:907℃~1410℃,SiCl4(g)+2Zn(g)Si(S)+2ZnCl2(g)  △H3<0
i. 反应②的平衡常数表达式为                 
ii. 对于上述三个反应,下列说明合理的是           
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(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,可用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后转化成H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程                     
Ⅱ.(1)甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热分别为akJ·mol-1,bkJ·mol-1,ckJ·mol-1,工业上利用天燃气和二氧化碳反应制备合成气(CO、H2),其热化学反应方程式为                      
(2)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,三种难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小的顺序为               

硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。请回答硫酸工业中的如下问题:
(1)若从下列四个城市中选择一处新建一座硫酸厂,你认为厂址宜选在     
(填标号);

A.有丰富黄铁矿资源的城市 B.风光秀丽的旅游城市
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沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度不同而变化(见下表)
沸腾炉温度/℃
600
620
640
660
炉渣中CuSO4的质量分数/%
9.3
9.2
9.0
8.4
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温度升高而降低的原因                          。
(6)在硫酸工业尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方
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水泥的辅料,写出这两步反应的化学方程式          

碳及其化合物有广泛的用途。
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A.升高温度  B.增加碳的用量 C.加入催化剂 D.用CO吸收剂除去CO
(2)又知,C(s)+ CO2(g) 2CO(g) △H=+172.5kJ?mol-1
则CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的焓变△H=         
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(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
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温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol[学科
达到平衡所x需时间/min
H2O
CO
H2
CO
900
1.0
2.0
0.4
1.6
3.0
 
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)          
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不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如下图1。

图1                                        图2
请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为                 
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。

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