题目内容
随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金维生素”。工业上回收废钒催化剂（含有V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2）中钒的主要流程如下：
已知：（1）V2O5和NH4VO3均为难溶物，VOSO4和(VO2)2SO4均为易溶物。
（2） 2VO2++H2C2O4+2H+ = 2VO2+ + 2CO2↑+ 2H2O
回答下列问题：
（1）步骤①前，粉碎的目的是_________________________。
（2）步骤②中发生反应的离子方程式为__________________________。
（3）步骤③的变化过程可简化为(HA表示有机萃取剂)：
VOSO4 (水层)+ 2HA（有机层）
VOA2(有机层）+ H2SO4(水层)，则步骤④中可选择硫酸作反萃取的原因是_____________。
（4）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以测定操作⑤后溶液中含钒量的步骤为：取10.0mL0.1mol/LH2C2O4溶液于锥形瓶中，加入指标剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时，消耗待测液的体积为10.0mL，由此可知(VO2)2SO4溶液钒元素的含量为_________g/L。
（5）V2O5可用金属(如Ca、Al)热还原法获得钒，则金属铝热还原制得钒的化学方程式为_______________。
（1）增大固液接触面积，加快浸出速率，提高浸出率（2分）
（2）V2O5+ SO32－+4H+=2VO2+ + SO42－+2H2O（2分）
（3）加入硫酸，可使平衡向左进行，使VOSO4进入水层；（2分）
（4）10.2g/L （2分）
（5）3V2O5+10Al
6V+5Al2O3（2分）
解析试题分析：（1）粉碎固体反应物，可以增大固液接触面积，加快浸出速率，提高浸出率。
（2）亚硫酸根具有还原性，酸性条件下，能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子，离子反应方程式为：V2O5+ SO32－+4H+=2VO2+ + SO42－+2H2O
（3）加入H2SO4，H2SO4浓度增大，步骤③化学平衡向向左移动，使VOSO4进入水层。
（4）根据题目所给信息：2VO2+ ~ H2C2O4，可知(VO2)2SO4溶液钒元素的含量为：0.1mol/L×0.01L×2×51g/mol÷0.01L= 10.2g/L。
（5）铝与五氧化二钒反应生成钒与氧化铝，化学方程式为：3V2O5+10Al6V+5Al2O3
考点：本题考查化学工艺流程的分析、方程式的书写、化学计算。
名校课堂系列答案由菱镁矿（主要成分为MgCO3）制阻燃型氢氧化镁的工艺流程如下：
（1）从下面两图可以得出的结论为 、 。
图1 25℃时MgO水化随时间变化X射线衍射谱图 
图2 90℃时MgO水化随时间变化X射线衍射谱图
（2）水化反应MgO+H2O = Mg(OH)2能自发进行的原因是 。
（3）结合元素周期律和表1可知，金属氢氧化物受热分解的规律有 。（写一条即可）
表1 部分主族元素的金属氢氧化物热分解温度/℃
| LiOH | NaOH | KOH | Al(OH)3 | Mg(OH)2 | Ca(OH)2 | Ba(OH)2 |
| 924 | 不分解 | 不分解 | 140 | 258 | 390 | 700 |
（4）已知热化学方程式：Mg(OH)2 (s) =" MgO" (s)+H2O (g) ΔH =" 81.5" kJ·mol－1
①Mg(OH)2起阻燃作用的主要原因是 。
②与常用卤系（如四溴乙烷）和有机磷系（磷酸三苯酯）阻燃剂相比，Mg(OH)2阻燃剂的优点是 。
(14分)锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆(ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4)，含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆流程之一如下：
试回答下列问题：
(1)写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成CO)：_______________________________________________。
(2)写出ZrOCl2·8H2O在900 ℃生成ZrO2的反应方程式： ______________ ______________________________________________。
(3)关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是________(单选)。
| A．二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料 |
| B．1 nm＝10－10m |
| C．锆合金的硬度比纯锆要高 |
| D．日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气 |
(4)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的二氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。在熔融电解质中，O2－向________(填“正”或“负”)极移动。电池正极电极反应为__________________，负极电极反应为________________________________。
工业上利用硫酸渣（含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO）制备高档颜料铁红(Fe2O3 )和回收(NH4)2SO4，具体生产流程如下：
回答下列问题：
（1）在废渣溶解操作时，为了加速废渣溶解的措施是：___________________、__________________（任写两点）
（2）物质A是一种氧化剂
①工业上最好选用 （填序号）
| A．空气 | B．Cl2 | C．MnO2 | D．H2O2， |
③写出A参与反应的离子方程式为__________________________________________
（3根据下图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件是__________________。
（4）往铵黄铁矾溶液(含Fe3+)中加入溶液B至pH为5时产生沉淀，请写出产生沉淀的离子方程式：_______________________________________________________。
（5）写出铵黄铁矾晶体溶于适量蒸馏水中，往其中加入过量Ba(OH)2溶液，发生反应的离子方程式为：_____________________________________________________
（6）回收所得的(NH4)2SO4晶体可能含有的杂质是：___________________________
[化学－选修化学与技术]（15分）
七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣－硼镁泥可制取七水硫酸镁。硼镁泥的主要成分是MgCO3，还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等）。
表1 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
| 沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 | Mg(OH)2 |
| pH值 | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 10.4 | 11.2 |
表2 两种盐的溶解度(单位为g／100g水)
| 温度/℃ | 10 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| CaSO4 | 0.19 | 0.21 | 0.21 | 0.20 | 0.19 |
| MgSO4·7H2O | 30.9 | 35.5 | 40.8 | 45.6 | / |
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据，试回答下列问题：
（1）过滤I的滤液中加入硼镁泥，调节溶液的pH＝5～6，再加入NaClO溶液加热煮沸，将溶液中的 Mn2+氧化成MnO2，反应的离子反应方程式为 。加热煮沸的主要目的 是 。
（2）沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有 (填化学式)等物质。
（3）检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验方法是 ；
（4）沉淀C的化学式是 。过滤III需趁热过滤的理由是
城市的环境污染是当前突出的环境问题。如图A所示，X河流经某工业城市Y，其中a处在上游，附近有丰富的黄铁矿资源；d处在下游，附近有多个企业以硫酸为原料。根据某月Y市环保局监测站对X河水质检测的结果，绘制成简图如图B所示。下列说法不正确的是( )
| A．造成X河污染的主要污染源最可能分布在bc段 |
| B．工业生活污水、固体废弃物等可能是造成X河污染的污染源 |
| C．d处污染程度减小，可能是某些污染物的离子间发生反应生成沉淀所致 |
| D．该城市建设硫酸厂时，综合考虑诸多因素选址在b处最合理 |