从废钒催化剂(主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等)中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下,请回答下列问题:(1)步骤①中废渣的主要成分是
题型:不详难度:来源:
从废钒催化剂(主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2等)中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下,请回答下列问题:
(1)步骤①中废渣的主要成分是 ,③中X试剂为 。 (2)实验室中进行萃取分液操作时,注入萃取剂,充分振荡,将分液漏斗于铁圈上静置,当液体分层后,接下来的操作是 。 (3)②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂)。 R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)为提高②中萃取百分率,应采取的措施是 。 (4)请完成④中的反应离子方程式: □ClO3- + □VO2+ +□H+ =□VO3+ + □ +□ (5)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
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
| 94.8
| 96.5
| 98.0
| 98.8
| 98.8
| 96.4
| 93.1
| 89.3
| 结合上表,在实际生产中,⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH值为 。 (6)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 。 |
答案
⑴SiO2(2分) H2SO4 (2分) ⑵在分液漏斗下方放一洁净烧杯(使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁),打开分液漏斗上口塞子(或将分液漏斗上口塞子凹槽对准漏斗口颈上小孔),打开活塞,将下层液体放入烧杯,当分液面接近(或略超过)活塞处时关闭活塞;上层液体从分液漏斗上口倒入另一烧杯中。(2分)要点:打开分液漏斗上口塞子(或将分液漏斗上口塞子凹槽对准漏斗口颈上小孔)(1分);先打开活塞放出下层液体,后将上层液体从分液漏斗上口倒入另一烧杯中(1分)。 ⑶加入碱中和硫酸使平衡正移、多次连续萃取(2分) 写“加入碱(可以是NaOH、KOH、氨水)中和硫酸使平衡正移”,得2分;写“多次连续萃取”,得2分;写“加入Mg、Fe、弱酸强碱盐”,都给2分;写“增大萃取剂的加入量”,给1分,写“增大萃取剂浓度”不得分;写“移出H2SO4 ”给1分。 ⑷1ClO3- + 6VO2+ + 6H+ = 6VO3+ + 1Cl- + 3H2O (2分)补出Cl-和H2O,1分。配平正确,1分。 不写“1”,扣1分。 ⑸1.7—1.8(2分) 写1.7、1.8、1.75、1.7—1.8之间均给2分。 写成1.6,给1分。 ⑹氨气 有机萃取剂(2分)各1分。每多写一个扣1分。 |
解析
试题分析:工艺流程题的关键是搞清楚加入什么物质,发生什么反应,如何分离等问题,将工艺流程转化为物质的流程。①SiO2不溶于水、酸,通过过滤除去,在废渣中,V2O5被还原为VO2+,与其他离子一起存在在滤液中;②从分离中可以看出,VO2+以溶于有机溶剂,通过萃取分离;③通过反萃取,得到酸性水溶液含VO2+、SO42-,故X为H2SO4;然后通过氧化将V从+4到+5,加入氨水,呈碱性转化为沉淀,通过焙烧,得到V2O5。整个工艺流程并不复杂。 |
举一反三
钛(Ti)被誉为21世纪金属。冶炼钛的主要原料是含Fe2O3的钛铁矿(FeTiO3),其生产过程如下:
已知:TiOSO4可溶于水且易水解,H2TiO3难溶于水。试回答下列问题: (1)步骤②的主要实验操作是冷却、结晶、 (填操作名称);步骤④在实验室中常将试剂置于 (填仪器名称)中加强热。 (2)步骤③中加入热水的作用是 。 (3)步骤④中硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在空气中煅烧生成铁红、水和三氧化硫,写出该反应的化学方程式: 。 (4)步骤②所得到的硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)是目前工业上处理含铬有毒废水常用的化学试剂,二者反应后(Cr由+6价转化为+3价)可以转化为有重要工业价值的铁氧体复合氧化物(常用FeO·FeyCrxO3表示)。欲制备该铁氧体复合氧化物,试求在酸性的含铬废水中,加入FeSO4·7H2O的质量应为废水中六价铬(相当于CrO3)质量的 倍。 |
S2Cl2是工业上常用的硫化剂,实验室制备S2Cl2的方法有2种: ① CS2+3Cl2CCl4+S2Cl2;② 2S+Cl2S2Cl2。 已知S2Cl2中硫元素显+1价,电子式:,它不稳定,在水中易发生岐化反应(一部分硫元素价态升高,一部分降低)。反应涉及的几种物质的熔沸点如下:
物质
| S
| CS2
| CCl4
| S2Cl2
| 沸点/℃
| 445
| 47
| 77
| 137
| 熔点/℃
| 113
| -109
| -23
| -77
| 实验室利用下列装置制备S2Cl2(部分夹持仪器已略去):
回答下列问题: (1)装置B、C中玻璃容器的名称: ;反应原理(填写数字序号): 。 (2)实验中盐酸试剂通常采用36.5%的浓溶液,不用稀盐酸的理由是 。 (3)D中冷凝管起到导气和冷凝双重作用,其冷却水流动方向与热气流流动方向相同(见图)。这种冷却方式可应用于下列高中化学中 实验。 A.石油分馏 B.制取溴苯 C.制取乙酸乙酯 D.制备阿司匹林 (4)B装置中盛放的是 ,反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是 ,D中采用热水浴加热的原因是 。 (5)A部分仪器装配时,放好铁架台后,应先固定 (填仪器名称),整套装置装配完毕后,应先进行 再添加试剂。实验完毕,A中不再产生氯气时,可拆除装置。拆除时,最先的操作应当是 。 (6)实验过程中,若缺少C装置,则发现产品浑浊不清,出现该现象的原因可用化学方程式表示为 。实验完毕,当把剩余浓盐酸倒入E烧杯中与吸收了尾气的氢氧化钠溶液混合时,发现有少量黄绿色刺激性气体产生,产生该现象的原因是: (用离子方程式表示)。 |
下列实验做法不正确的是A.用无水硫酸铜检验乙醇中是否含水 | B.用溴水检验汽油中是否含有不饱和脂肪烃 | C.用蒸馏的方法可以分离醋酸与乙醇的混合物 | D.检验某卤代烃中是否含溴:加入NaOH溶液,加热,冷却,再加入硝酸银溶液 |
|
下列实验装置或操作正确的是
A.分离NaCl溶液中CaCO3 | B.除去Cl2中含有的HCl | C.石油分馏 | D.分离乙醇和水 |
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某化学兴趣小组以工业碳酸钙(含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质)生产二水合氯化钙晶体(CaCl2·2H2O)的操作流程为:
(1)CaCO3与盐酸反应的离子方程式 。 (2)加入氢氧化钙溶液调节溶液的pH为8.0—8.5,此时A13+、Fe3+沉淀完全,则滤渣主要成分的化学式为 ,若用氢氧化钠溶液除杂则产品中可能混有的物质为 。 (3)酸化时加盐酸将溶液的pH调节到4.0左右,其主要目的是 。 (4)操作Ⅰ中应包括①蒸发浓缩②冷却结晶③过滤④ ⑤ 等实验步骤。 (5)为测定样品中CaCl2·2H2O的含量,称取7.350 g样品配成200.0 mL溶液,与205.0 mL 0.5000 mol/LAgNO3溶液恰好完全反应。 ①样品中CaCl2·2H2O的质量分数为 。 ②若计算出结果有明显偏差,你认为在操作Ⅰ的五个步骤中由 引起的(填序号),理由是 。 |
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