题目内容
【题目】I、下图是全钒液流电池的示意图
该电池充放电的总反应式为：
请回答下列问题：
（1）充电时的阴极反应式为______________，阳极附近颜色变化是______。
（2）放电过程中，正极附近溶液的pH ________（选填“升高”“降低”或“不变”）。
II、回收利用废钒催化剂（主要成分为V2O5、VOSO4和二氧化硅）的工艺流程如下图所示。
（3）滤渣可用于______________________（填一种用途）。
（4）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表所示：
pH | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
钒沉淀率（％） | 88.1 | 91.8 | 96.5 | 98 | 99.8 | 97.8 | 96.4 | 93.0 | 89.3 |
根据上表数据判断，加入氨水调节酸碱性，溶液的最佳pH为____；上述过滤操作过程中所需用到的玻璃仪器有__________________________________。
（5）为了提高钒的浸出率，用酸浸使废钒催化剂中的V2O5转变成可溶于水的VOSO4，酸浸过程中，氧化产物和还原产物的物质的量之比为________。
（6）氧化过程中，VO2+变为VO2+，则该反应的离子方程式为____________________。
【答案】 V3++e
V2+ 蓝色变黄色 升高 制作光导纤维、建筑材料等 1.7 漏斗、烧杯、玻璃棒 1：2 ClO3+6VO2++3H2O6VO2++Cl+6H+
【解析】I、(1)充电时，阴极反应为还原反应，故为V3+得电子生成V2+的反应，电极反应式为V3++e-═V2+，充电时，阳极发生VO2++H2O=VO2++2H++e-，溶液的颜色由蓝色变为黄色，故答案为：V3++e-═V2+；蓝色变黄色；
(2)放电过程中，正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2++2H++e-═VO2++H2O，正极附近溶液的酸性减弱，pH升高，故答案为：升高；
生成耗H+，溶液pH降低，
II、废钒催化剂(主要成分为V2O5、VOSO4和二氧化硅)，粉碎后加水水浸过滤，据物质的水溶性确定，V2O5和SiO2难溶于水，V2O5和SiO2即为得到的滤渣，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，过滤得到滤液B净化，和滤液A混合加入氯酸钾，氯酸钾具有氧化性，能将VO2+氧化为VO2+，加入氨水，调节溶液pH到最佳值，得到NH4VO3，最后焙烧得到五氧化二钒。
(3)滤渣中二氧化硅可用于制作光导纤维、建筑材料等，故答案为：制作光导纤维、建筑材料等；
(4)根据表中数据判断，⑤中加入氨水，调节溶液pH最佳值为1.7，此时钡沉淀率达到最大，需要氨水量较小，过滤操作过程中所需用到的玻璃仪有：漏斗、烧杯、玻璃棒，故答案为：1.7；漏斗、烧杯、玻璃棒；
(5)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，酸浸过程中氧化产物和还原产物的物质的量之比为1：2，故答案为：1：2；
(6)氧化过程中，氯酸钾具有氧化性，能将VO2+氧化为VO2+，反应的离子方程式为ClO3+6VO2++3H2O=6VO2++Cl+6H+，故答案为：ClO3+6VO2++3H2O=6VO2++Cl+6H+。
【题目】一种通过铁基氧载体（Fe3O4/FeO）深度还原和再生来合成二甲醚（CH3OCH3）的原理如下图：
(1)二甲醚的合成反应：3CO(g)+3H2(g) 
CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH1
①已知CO、H2与CH3OCH的燃烧热(ΔH)分别为a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1、(a、b、c均小于0)，则ΔH1=________kJ·mol-1。
②该反应选用CuO/ZnO/Al2O3复合催化剂，该催化剂能_______（填标号）。
A.促进平衡正向移动 B.提高反应速率
C.降低反应的活化能 D.改变反应的焓变
(2)CH4氧化器中发生的主反应：
ⅰ. CH4(g)+Fe3O4(s)CO(g)+2H2(g)+3Fe(s)
ⅱ. CH4(g)+4Fe3O4(s)CO2(g)+2H2O(g)+12FeO(s)
850℃时，压强和部分气体体积分数、固相各组分质量分数的关系如下图。
①随着压强的增大，反应ⅰ的平衡常数K值________（填“增大”、“减小”、 或“不变”）
②结合图像，分析H2O的体积分数变化的原因_________（用化学方程式表示）
(3)将一定量的FeO和CO2置于CO2还原器（体积不变的密闭容器）中，发生的主反应：
CO2(g)+3FeO(s)Fe3O4(s)+ CO (g) ΔH2
保持其他条件不变，测得不同温度下最终反应体系中CO、CO2体积分数如下表：
温度I/℃ | 100 | 170 | 200 | 300 | 400 | 500 |
CO2体积分数 | 0.67 | 0.67 | 0.75 | 0.82 | 0.9 | 0.92 |
CO体积分数 | 0.33 | 0.33 | 0.25 | 0.18 | 0.1 | 0.08 |
①ΔH2_______0（填“>”或“<”）。
②若在150℃时进行上述转化，理论转化率ɑ(FeO)=___________。
③在上述反应体系中，一定可以说明该反应达到平衡状态的是______（填标号）。
A.体系的压强不变 B.CO2的物质的量不变
C.CO的生成速率和消耗速率相等且不等于零 D.气体的平均摩尔质量不变
④根据化学反应原理，分析CO2还原器温度设置在170℃的原因___________。
【题目】在300mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：
Ni（s）+4CO（g）
Ni(CO)4（g），已知该反应平衡常数与温度的关系如下表：
温度/℃ | 25 | 80 | 230 |
平衡常数 | 5×104 | 2 | 1.9×10－5 |
下列说法不正确的是
A. 上述生成Ni(CO)4（g）的反应为放热反应
B. 在80℃时，测得某时刻，Ni(CO)4、CO浓度均为0.5mol/L，则此时V（正）>V（逆）
C. 25℃时反应Ni(CO)4(g)
Ni(s)+4CO（g）的平衡常数为2×10－5 (mol·L-1)3
D. 80℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3mol，则Ni(CO)4的平衡浓度2 mol/L。