(15分)制烧碱所用盐水需两次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等离子,过程如下:
Ⅰ.向粗盐水中加入过量BaCl2溶液,过滤;
Ⅱ.向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液,过滤;
Ⅲ.滤液用盐酸调节pH,获得一次精制盐水。
(1)过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度(20℃/g)如下表:
| CaSO4 | Mg2(OH)2CO3 | CaCO3 | BaSO4 | BaCO3 |
| 2.6×10-2 | 2.5×10-4 | 7.8×10-4 | 2.4×10-4 | 1.7×10-3 |
②过程Ⅰ选用BaCl2而不选用CaCl2,运用表中数据解释原因____________________。
③除去Mg2+的离子方程式是_______________________________。
④检测Ca2+、Mg2+、Ba2+是否除尽时,只需检测_______(填离子符号)。
(2)第二次精制要除去微量的I-、IO3-、NH4+、Ca2+、Mg2+,流程示意如下:
①过程Ⅳ除去的离子是________________。
②盐水b中含有SO42-。Na2S2O3将IO3-还原为I2的离子方程式是________________。
③过程VI中,在电解槽的阴极区生成NaOH,结合化学平衡原理解释:___________。
(14分)为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,主要流程如下:![]()
部分含钒物质在水中的溶解性如下:
| 物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
| 溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
⑴工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,写出该反应的化学方程式 。
⑵图中所示滤液中含钒的主要成分为 (写化学式)。
⑶该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式 ;沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为 、 。
⑷用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量,完成反应的离子方程式为□VO2++□H2C2O4+□_____=□VO2++□CO2↑+□H2O。
⑸全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为VO2++V2++2H+
(14分)如下图装置所示,是用氢氧燃料电池B进行的某电解实验:![]()
(1)若电池B使用了亚氨基锂(Li2NH)固体作为储氢材料,其储氢原理是:Li2NH+H2=LiNH2+LiH,则下列说法中正确的是________。
| A.Li2NH中N的化合价是-1价 | B.该反应中H2既是氧化剂又是还原剂 |
| C.Li+ 和H+的离子半径相等 | D.此法储氢和钢瓶储氢的原理相同 |
①若用固体Ca(HSO4)2为电解质传递H+,则电子由________极流出,H+向________极移动。(填“a”或“b”)
②b极上的电极反应式为:________________________________
③外电路中,每转移0.1 mol电子,在a极消耗________上的H2(标准状况下)。
(3)若A中X、Y都是惰性电极,电解液W是滴有酚酞的饱和NaCI溶液,则B工作时:
①电解池中X极上的电极反应式是 ________________________________。
在X极这边观察到的现象是 _____________________________________。
②检验Y电极上反应产物的方法是 _________________________________。
③若A中其它均不改变,只将电极Y换成铁棒,可实现的实验目的是_____________________。