题目内容

工业上常用含少量Al2O3的钒铁矿（FeO·V2O5）碱熔法提取V2O5。简要流程如下：

已知：①焙烧时Al2O3和V2O5都能与纯碱反应，生成相对应的钠盐，同时放出CO2气体

②常温下物质的溶解度：NaVO3～21．2g／l00g水；HVO3～0．008g/l00g水

请回答：（1）请写出钒铁矿焙烧时，V2O5与纯碱反应化学方程式____?????????????? 。

“浸出渣B”的主要成分可能是①??????? ；②_??? ___? ；③_??? ___；④____??? 。（写化学式，可不填满）

（2）生产中，不直接用H2SO4浸泡“烧渣A”获取HVO3的原因是____???????????? 。

（3）“操作①”包括??????? 、洗涤、干燥。如果不洗涤，则产品中可能含有的金属阳离子是?????? 、?????? 。下列装置（部分夹持仪器省去）可用在实验室进行“操作②”的是____? 。（填序号）

（4）NaVO3用于原油的脱硫技术，由V2O5溶于热NaOH溶液中制取，反应的离子方程式为____????????????????????????????????????????????????????? 。

 

【答案】

（1）V2O5 +Na2CO3 2NaVO3 +CO2?? （2分）

Fe2O3或Fe3O4，或者Fe2O3和Fe3O4????????????????????????? （3分）??

（2）H2SO4与NaVO3反应生成难溶的HVO3，HVO3包裹在一些烧渣的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVO3产率，且使产生的HVO3不纯。另外，铁的氧化物会和硫酸反应生成铁离子，增加干扰离子，消耗硫酸，浪费资源。（3分）

（3）过滤（1分）Na+、Al3+（2分）B （2分）

（4）V2O5? +2OH－ 2VO3－ + H2O? （2分）

【解析】

试题分析：（1）根据V2O5能与纯碱反应，生成相对应的钠盐，同时放出CO2气体，得其化学方程式为V2O5 +Na2CO3 2NaVO3 +CO2?，在焙烧的过程中FeO被氧化为Fe2O3或Fe3O4，所以“浸出渣B”的主要成分可能是①Fe2O3②Fe3O4、③Fe2O3和Fe3O4

（2）若直接加入硫酸，则A中的铁的氧化物与硫酸反应增加干扰离子，消耗硫酸，浪费资源；同时H2SO4与NaVO3反应生成难溶的HVO3，HVO3包裹在一些烧渣的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVO3产率，且使产生的HVO3不纯。

（3）加入硫酸后产生难溶的HVO3，所以需过滤出来；该过程中硫酸与偏铝酸钠反应最终生成铝离子，所以若不洗涤沉淀，则可能含有Na+、Al3+，操作②是把HVO3进行受热分解得V2O5，所以应选择B装置；

（4）V2O5溶于热NaOH溶液中，产物之一是NaVO3，不难推测另一产物是水，所以反应的离子方程式为

V2O5? +2OH－ 2VO3－ + H2O

考点：考查化学中化学方程式、离子方程式的书写，化学反应产物的判断、分析，实验步骤、装置的判断

 

练习册系列答案
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铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛．研究铁及其化合物的应用意义重大．
I．水体的净化和污水的处理与铁及其化合物密切相关．
（1）自来水厂常用高铁酸钠（Na2FeO4）改善水质．简述高铁酸钠用于杀菌消毒同时又起到净水作用的原理
FeO42-有强的氧化性，能杀菌消毒，本身被还原为Fe3+，Fe3+发生水解生成氢氧化铁胶体吸附水中的杂质，达到净水的目的
FeO42-有强的氧化性，能杀菌消毒，本身被还原为Fe3+，Fe3+发生水解生成氢氧化铁胶体吸附水中的杂质，达到净水的目的
．
（2）碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血．工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
沉淀物 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Al（OH）3
开始沉淀 2.3 7.5 3.4
完全沉淀 3.2 9.7 4.4
回答下列问题：
①写出反应I中主要发生的氧化还原反应的离子方程式
Fe+2H+═Fe2++H2↑
Fe+2H+═Fe2++H2↑
．
②加入少量NaHCO3的目的是调节溶液pH，应控制pH的范围为
4.4～7.5
4.4～7.5
．
③在实际生产中，反应II常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若通入5.6L O2（标准状况），则相当于节约NaNO2的质量为
69
69
g．
④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe（OH）]2+离子，可部分水解生成[Fe2（OH）4]2+聚合离子．该水解反应的离子方程式为
2[Fe（OH）]2++2H2O[Fe2（OH）4]2++2H+
2[Fe（OH）]2++2H2O[Fe2（OH）4]2++2H+
．
II铁的化合物也是制备高能锂电池的重要原料．已知磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+Li
  △  
.
 
LiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+．试写出该电池充电时的阳极反应式
LiFePO4-e-═FePO4+Li+
LiFePO4-e-═FePO4+Li+
．
（2012?大兴区一模）下表为元素周期表的一部分，请参照①-⑨相关元素在表中的位置，用化学用语回答下列问题：
族
周期		 ⅠA 0
1 ① ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦
（1）④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为
Na＞Al＞O
Na＞Al＞O
．
（2）②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是
HNO3＞H2CO3＞H2SiO3
HNO3＞H2CO3＞H2SiO3
．
（3）由②④⑤三种元素组成的物质的水溶液显碱性，用离子方程式表示溶液显碱性的原因：
CO32-+H2O?HCO3-+OH-
CO32-+H2O?HCO3-+OH-

（4）甲、乙是由②③④三种元素中一种或两种元素形成的双原子分子或负二价阴离子，它们的电子总数相等，甲与钙元素组成的化合物既含离子键又含非极性共价键，则该化合物的电子式为：
，乙是一种常用的还原剂，请用化学方程式表示它在工业上的一种重要用途：
3CO+Fe2O3
  △  
.
 
2Fe+3CO2
3CO+Fe2O3
  △  
.
 
2Fe+3CO2

（5）以⑥的单质材料为阳极，石墨作阴极，NaHCO3溶液作电解液进行电解，生成有吸附性的难溶物R，写出阳极生成R的电极反应式：
Al-3e-=Al3+，Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑或Al-3e-+3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑
Al-3e-=Al3+，Al3++3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑或Al-3e-+3HCO3-═Al（OH）3↓+3CO2↑

（6）化学方程式：A+B→X+Y+H2O（未配平，反应条件略去）是中学常见反应类型，A、B、X、Y是中学常见的物质，下列反应中A都为单质，请回答：
（ⅰ）若A为红色固体，在加热条件下反应产生有刺激性气味、有漂白作用的气体，写出检验该气体的方法
将气体X通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热恢复红色，证明气体X是SO2
将气体X通入品红溶液中，若品红溶液褪色，加热恢复红色，证明气体X是SO2

（ⅱ）若A为黑色粉末，少量A和B常温下反应生成的Y是无色气体，且Y无色，该气体在空气中易变成红棕色，写出常温下少量A和B反应的化学方程式：
Fe+4HNO3（稀）=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O
Fe+4HNO3（稀）=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O

（iii）若B为白色乳状物，且溶解度随温度的升高而降低，Y可做固体干燥剂，则该反应在工业上可用于制备
漂白粉
漂白粉
．
工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]的工艺流程如下：
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已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：
沉淀物 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Al（OH）3
开始沉淀 2.3 7.5 3.4
完全沉淀 3.2 9.7 4.4
回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的
 
（填“Fe3+”“Fe2+”或“Al3+”）沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是
 
．
（2）在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作
 
．若参与反应的O2有11.2L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为
 
．
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）2+离子，可部分水解生成Fe2（OH）
 
2+
4
聚合离子．该水解反应的离子方程式为
 
．
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁．根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO
 
-
3
．为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为
 
（填字母）．
A．氯水　　B．KSCN溶液　　C．NaOH溶液　　D．酸性KMnO4溶液．

（12分）碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
回答下列问题：
(1)工业上常用一定浓度的纯碱溶液清洗铁屑，目的是           。   
(2)加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的pH至 a，a的范围是        。
(3)已知室温下，Al(OH)3的Ksp=1.3×10-33，当pH=5时，溶液中c(Al3+)=       
(4)在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若参与反应的O2有11.2L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为              ；O2参与反应的离子方程式为              
(5)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子，可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为               。

（12分）碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Al(OH)3

开始沉淀

2.3

7.5

3.4

完全沉淀

3.2

9.7

4.4

回答下列问题：

(1)工业上常用一定浓度的纯碱溶液清洗铁屑，目的是           。   

(2)加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的pH至 a，a的范围是        。

(3)已知室温下，Al(OH)3的Ksp=1.3×10-33，当pH=5时，溶液中c(Al3+)=       

(4)在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量，若参与反应的O2有11.2L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为              ；O2参与反应的离子方程式为              

(5)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子，可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为               。

 

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