题目内容
【题目】某工厂用回收钒渣(含VOSO4、K2SO4、SiO2))制取V2O5时工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)操作I的名称 ,①中产生废渣的主要成分是 。
(2)己知:VOSO4(水层)+2HA(有机层)VOA2(有机层)+H2SO4(水层)。步骤②中必须加入适量碱,其原因是 ;步骤③中反萃取所用的试剂X为 。
(3)步骤④中的反应的离子方程式:□ClO3—+□VO2++□H+=□VO3++□ +□
(4)沉淀Y的摩尔质量为598g·mol—1,且仅含有四种元素。取59.8g沉淀Y的样品充分焙烧,得到产品54.6g,将产生的气体通过足量碱石灰,碱石灰增重1.8g,剩余的气体再通入稀硫酸被完全吸收。通过计算确定沉淀Y的化学式为 。
(5)钒沉淀率和溶液pH之间关系如下
⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为 ;若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)< 。(己知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×l0—39)
【答案】(1)过滤;SiO2
(2)加入碱中和硫酸,促使平衡正向移动,提高钒的萃取率 硫酸
(3)ClO3—+6VO2++6H+=6VO3++Cl—+3H2O
(4)V6H8N2016[或(NH4)2V6O16等其它合理表达形式都给分]
(5)1.7~1.8
【解析】
试题分析:(1)操作I实现固体与液体分离,名称是过滤;根据反应前后元素对比,①中产生废渣的主要成分是SiO2;(2)②中必须加入适量碱,中和硫酸,促使VOSO4(水层)+2HA(有机层)VOA2(有机层)+H2SO4(水层)平衡正向移动,提高钒的萃取率;加入硫酸能使VOSO4(水层)+2HA(有机层)
VOA2(有机层)+H2SO4(水层)平衡逆向移动,步骤③中反萃取所用的试剂X为硫酸;(3)根据化合价升降规律、电荷守恒,步骤④中的反应的离子方程式ClO3—+6VO2++6H+=6VO3++Cl—+3H2O;(4)加入氨水产生的沉淀加热产生气体,根据反应物情况,该气体只能为氨气,分解还产生水,所以应含有V、N、H、O四种元素,n(沉淀)=59.8 g/598 g·mol-1=0.1 mol
由残留物计算V的量
n(V)=2n(V2O5)=(54.6 g/182 g·mol-1)×2=0.6 mol(1分)
由硫酸增重(氨气)计算N的量
n(N)=n(NH3)=(59.8 g-54.6 g-1.8 g)/17 g·mol-1=0.2 mol(1分)
由碱石灰增重计算水的量,进一步计算H、O元素的量
n(H2O)=1.8 g/18 g·mol-1=0.1 mol
n(H)=2n(H2O)+3n(NH3)=0.8 mol(1分)
n(O)=n(H2O)+5n(V2O5)=1.6 mol(1分)
沉淀的化学式为V6H8N2O16[或(NH4)2V6O16]。
(5)根据图示,⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为1.7~1.8,若钒沉淀率为93.1%时PH=2,溶液中,产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)<
<
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【题目】下列离子或分子组中,在相应的环境中一定能大量共存的是
选项 | 环境要求 | 离子或分子 |
A | A12(SO4)3溶液中 | K+、A1O2—、Cl—、NO3— |
B | 溶液pH>7 | Na+、SO32—、K+、S2— |
C | 水电离产生的c(OH—)=10—l2mol/L的溶液 | ClO—、CO32—、NH4+、K+ |
D | 氯气中 | O2、NH3、CO2、HC1 |
A. A B. B C. C D. D