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【题目】偏钒酸铵(NH4VO3)主要用作催化剂、催干剂、媒染剂等。用沉淀法除去工业级偏钒酸铵中的杂质硅、磷的流程如图:

1)碱溶时,下列措施有利于NH3逸出的是____(填字母序号)

a.升高温度 b.增大压强 c.增大NaOH溶液的浓度

2)①滤渣的主要成分为Mg3(PO4)2MgSiO3,已知Ksp(MgSiO3)2.4×105,若滤液中c(SiO32-)0.08mol·L1,则c(Mg2)____

②由图可知,加入一定量的MgSO4溶液作沉淀剂时,随着温度的升高,除磷率下降,其原因是温度升高,Mg3(PO4)2溶解度增大和促进Mg2水解生成Mg(OH)2;但随着温度的升高,除硅率升高,其原因是____(用离子方程式表示)

3)沉钒时,反应温度需控制在50℃,在实验室可采取的加热方式为____

4)探究NH4Cl的浓度对沉钒率的影响,设计实验步骤(常见试剂任选):取两份10mL一定浓度的滤液AB,分别加入1mL10mL1mol·L1 NH4Cl溶液,再向A中加入___mL蒸馏水,控制两份溶液的温度均为50℃、pH均为8,由专用仪器测定沉钒率,加入蒸馏水的目的是____

5)偏钒酸铵本身在水中的溶解度不大,但在草酸(H2C2O4)溶液中因发生氧化还原反应而溶解,同时生成络合物(NH4)2[(VO)2(C2O4)3],该反应的化学方程式为____

【答案】ac 3×10-4mol·L-1 () 水浴加热 9 使两份溶液总体积相等,确保其他条件相同,而NH4Cl的浓度不同 2NH4VO34H2C2O4=(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]2CO24H2O

【解析】

工业级钒酸铵先用NaOH溶液溶解,生成NaVO3,再加入盐酸调节溶液的PH=10后加入MgSO4溶液,使SiP转化为Mg3(PO4)2MgSiO3沉淀而除去,过滤后滤液中加入NH4Cl溶液,生成NH4VO3

1)气体溶解度随温度升高而降低,所以加热可以使NH3逸出。在溶有NH3的溶液中,存在平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-,增大OH-浓度,可以使平衡逆移,也促使NH3逸出;故选ac

2)①滤液中c(SiO32-)0.08mol·L1,根据Ksp(MgSiO3)2.4×105,则c(Mg2)mol/L

②温度升高,硅酸根离子水解程度增大,可以成为H2SiO3沉淀从而提高除硅率,离子方程式为 ()

3)温度在100℃以下,可以用水浴加热法,水浴加热不但可以受热均匀,而且温度易于控制,故答案为:水浴加热;

4)要探究NH4Cl的浓度对沉钒率的影响,一份10mL的滤液A中加入1mL NH4Cl溶液,另一份10mL的滤液B中加入10mL NH4Cl溶液,需再向A中加入9mL蒸馏水,使两份溶液总体积相等,确保其他条件相同,而NH4Cl的浓度不同。故答案为:9,使两份溶液总体积相等,确保其他条件相同,而NH4Cl的浓度不同;

5)偏钒酸铵和草酸(H2C2O4)发生氧化还原反应,生成络合物(NH4)2[(VO)2(C2O4)3],矾的化合价从+5价降低到+4价,那么碳的化合价就会从+3价升高到+4价,根据电子守恒,得到该反应的化学方程式为2NH4VO34H2C2O4=(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]2CO24H2O

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