【题目】钒是一种重要的合金元素,还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物(含有SiO2、Al2O3及其他残渣)中提取钒的一种新工艺主要流程如下:
![]()
部分含钒化合物在水中的溶解性如下表:
物质 | V2O5 | NH4VO3 | VOSO4 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 难溶 | 难溶 | 可溶 | 易溶 |
请回答下列问题:
(1)反应①所得溶液中除H+之外的阳离子有______。
(2)反应②碱浸后滤出的固体主要成分是______(写化学式)。
(3)反应④的离子方程式为__________。
(4)25 ℃、101 kPa时,4Al(s)+3O2(g)
2Al2O3(s) ΔH1= —a kJ·mol-1,4V(s)+5O2(g)
2V2O5(s) ΔH2=—b kJ·mol-1。用V2O5发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是___________。
(5)钒液流电池(如下图所示)具有广阔的应用领域和市场前景,该电池中隔膜只允许H+通过。电池放电时负极的电极反应式为_______,电池充电时阳极的电极反应式是________。
![]()
【题目】钴(Co)及其化合物在工业上有广泛应用。为从某工业废料中回收钴,某学生设计流程如下(废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质)。
![]()
已知:①物质溶解性:LiF难溶于水,Li2CO3微溶于水;
②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表。
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH(开始沉淀) | 1.9 | 7.15 | -0.23 | 3.4 |
pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
请回答:
(1)步骤Ⅰ中得到含铝溶液的反应的离子方程式是__________。
(2)写出步骤Ⅱ中Co2O3与盐酸反应生成Cl2的离子方程式:______。
(3)步骤Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH,应使溶液的pH不超过______;废渣中的主要成分除了LiF外,还有______。
(4)NaF与溶液中的Li+形成LiF沉淀,此反应对步骤Ⅳ所起的作用是______。
(5)在空气中加热5.49 g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)样品,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如表。
温度范围/℃ | 固体质量/g |
150~210 | 4.41 |
290~320 | 2.41 |
890~920 | 2.25 |
①加热到210 ℃时,固体质量减轻的原因是__________。
②经测定,加热到210~290 ℃过程中的生成物只有CO2