NVCO{化学式可表示为(NH4)a[(VO)b(CO3)c(OH)d]·10H2O}能用...

NVCO{化学式可表示为(NH4)a[(VO)b(CO3)c(OH)d]·10H2O}能用于制取VO2，实验室可由V2O5、N2H4·2HCl、NH4HCO3为原料制备NVCO。

(1)原料NH4HCO3中HCO3-水解的离子方程式为____________。

(2) N2H4·2HCl是N2H4的盐酸盐。已知N2H4在水中的电离方式与NH3相似，25 ℃时，K1=9.55×10-7。该温度下，反应N2H4+H＋N2H5+的平衡常数K=________(填数值)。

(3)为确定NVCO的组成，进行如下实验：

①称取2.130 g样品与足量NaOH充分反应，生成NH3 0.224 L(已换算成标准状况下)。

②另取一定量样品在氮气氛中加热，样品的固体残留率(固体样品的剩余质量/固体样品的起始质量×100%)随温度的变化如下图所示(分解过程中各元素的化合价不变)。

根据以上实验数据计算确定NVCO的化学式(写出计算过程)________________。

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二氧化钒（VO2）是一种新型热敏材料。实验室以V2O5为原料合成用于制备VO2的氧钒（ IV ）碱式碳酸铵晶体,过程如下:

V2O5VOCl2溶液（NH4）5[（VO）6（CO3）4（OH）9]10·H2O

回答下列问题：

（1）步骤i中生成VOCl2的同时生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为____。也可只用浓盐酸与V2O5来制备VOCl2溶液,从环境角度考虑,该方法的缺点是_______。

（2）步骤ii可在如图装置（气密性良好）中进行。已知:VO2+能被O2氧化。

①药品填装完成后的实验操作是____（填活塞“a”“b”的操作）。

②若无装置B,则导致的后果是____。

（3）加完VOCl2后继续搅拌数分钟,使反应完全,小心取下分液漏斗,停止通气,立即塞上橡胶塞,将锥形瓶置于CO2保护下的干燥器中，静置过夜,得到紫红色晶体,抽滤,并用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,用无水乙醇洗涤2次,除去水分,再用乙醚洗涤2次,抽干称重。用饱和NH4 HCO3溶液洗涤除去的阴离子主要是____。

（4）测定氧钒（ IV ）碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。

称量4.246g样品于锥形瓶中,用20mL蒸馏水与30mL硫酸混合溶解后，加0.02 mol·L-1的KMnO4溶液至稍过量,充分反应后继续加1% NaNO2溶液至稍过量，再用尿素除去过量的NaNO2 ,最后用0.08 mol·L-1的（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点,消耗体积为30.00 mL。（滴定反应:VO2+ + Fe2++2H+=VO2++ Fe3++H2O）

①NaNO2溶液的作用是____。

②粗产品中钒的质量分数为____（精确到小数点后两位）。

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工业上以钒炉渣(主要含V2O3，还有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料可以制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O]，其生产工艺流程如下。

(1)焙烧过程中V2O3转化为可溶性NaVO3，该反应的化学方程式为_________________________________。

(2)滤渣的主要成分是________________(写化学式)。

(3)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)，若滤液中c(VO3-)=0.1mol·L-1，为使钒元素的沉降率达到98％，至少应调节c(NH4+)为____mol·L-1。[已知Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]

(4)“还原”V2O5过程中，生成VOC12和一种无色无污染的气体，该反应的化学方程式为_______________________。用浓盐酸与V2O5反应也可以制得VOC12，该方法的缺点是____________________________。

(5)称量a g产品于锥形瓶中，用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后，加入0.02mol·L-1KMnO4溶液至稍过量，充分反应后继续滴加1％的NaNO2溶液至稍过量，再用尿素除去过量NaNO2，最后用c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为b mL。(已知滴定反应为VO2++Fe2++2H+==VO2++Fe3++H2O)

①KMnO4溶液的作用是______________。

②粗产品中钒的质量分数表达式为________(以VO2计)。

③若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，会使测定结果_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

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工业上以钒炉渣(主要含V2O3，还有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料可以制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O]，其生产工艺流程如下。

(1)焙烧过程中V2O3转化为可溶性NaVO3，该反应的化学方程式为_________________________________。

(2)滤渣的主要成分是________________(写化学式)。

(3)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)，若滤液中c(VO3-)=0.1mol·L-1，为使钒元素的沉降率达到98％，至少应调节c(NH4+)为____mol·L-1。[已知Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]

(4)“还原”V2O5过程中，生成VOC12和一种无色无污染的气体，该反应的化学方程式为_______________________。用浓盐酸与V2O5反应也可以制得VOC12，该方法的缺点是____________________________。

(5)称量a g产品于锥形瓶中，用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后，加入0.02mol·L-1KMnO4溶液至稍过量，充分反应后继续滴加1％的NaNO2溶液至稍过量，再用尿素除去过量NaNO2，最后用c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积为b mL。(已知滴定反应为VO2++Fe2++2H+==VO2++Fe3++H2O)

①KMnO4溶液的作用是______________。

②粗产品中钒的质量分数表达式为________(以VO2计)。

③若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，会使测定结果_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

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钒钢具有高强度、弹性优良、抗磨损、抗冲击等性能，可用于汽车和飞机制造。一种从石煤（含SiO2、V2O3、V2O5和少量Fe2O3）中提取V2O5的流程如下图所示：

已知：

请回答下列问题：

（1）“酸浸”时，为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度、减小石煤矿粉粒径外，还可采取的措施有__________（任写一条）；生成VO2＋反应的离子方程式为_______。

（2）从整个流程来看，“还原”的目的为_______。

（3）实验室模拟“萃取”时，需用到的玻璃仪器有____________。

（4）“氧化”时发生反应的离子方程式为__________。

（5）上述流程中可以循环利用的物质有_________。

（6）全钒液流储能电池的工作原理为VO2＋＋V3＋＋H2OVO2+＋V2＋＋2H＋。

①充电时，阳极的电极反应式为______；

②两极区被质子交换膜隔开，放电时，若外电路转移2mole－，则正极区溶液中n（H＋）________（填“增加”或“减少”）________mol。

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实验室以V2O5为原料制备氧钒（Ⅳ）碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9] ·10H2O}，其流程如图：

V2O5VOCl2溶液氧钒（Ⅳ）碱式碳酸铵晶体

（1）“还原”过程中的还原剂是__（填化学式）。

（2）已知VO2+能被O2氧化，“转化”可在如图装置中进行。

①仪器M的名称是__，实验开始前的操作是__。

②装置B的作用是__。

③加完VOCl2溶液后继续搅拌一段时间，使反应完全，再进行下列操作，顺序为__（填字母）。

a.锥形瓶口塞上橡胶塞

b.取下P

c.将锥形瓶置于干燥器中，静置过滤

④得到紫红色晶体，抽滤，并用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次，用无水乙醇洗涤2次，再用乙醚洗涤2次，抽干称重。用饱和NH4HCO3溶液洗涤除去的阴离子主要是__（填离子符号），用无水乙醇洗涤的目的是__。

⑤称量mg产品于锥形瓶中，用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后，加入0.02mol·L-1KMnO4溶液至稍过量，充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量，再用尿素除去过量NaNO2，最后用cmol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点（已知滴定反应为VO2++Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O），消耗标准溶液的体积为VmL。若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，会使测定结果___（填“偏高”“偏低”或“无影响”），产品中钒的质量分数为__（以VO2+的量进行计算，列出计算式）。

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实验室以V2O5为原料制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}，其流程如下：

V2O5VOCl2溶液氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体

(1)“还原”过程中的还原剂是____________(填化学式)。

(2)已知VO2+能被O2氧化，“转化”可在如图装置中进行。

①仪器M的名称是___________，实验开始前的操作是_________。

②装置B的作用是__________________。

③加完VOCl2溶液后继续搅拌一段时间，使反应完全，再进行下列操作，顺序为_______(填字母)。

a.锥形瓶口塞上橡胶塞

b.取下P

c.将锥形瓶置于干燥器中，静置过夜

④得到紫红色晶体，抽滤，并用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次，用无水乙醇洗涤2次，再用乙醚洗涤2次，抽干称重。用饱和NH4HCO3溶液洗涤除去的阴离子主要是_______(填离子符号)，用无水乙醇洗涤的目的是_______________。

⑤称量产品于锥形瓶中，用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后，加入0.02mol/L KMnO4溶液至稍过量，充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量，再用尿素除去过量NaNO2，最后用c mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(已知滴定反应为+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O)，消耗标准溶液的体积为V mL。若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质，会使测定结果______________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)，产品中钒的质量分数为_________(以VO2+的量进行计算，列出计算式)。

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工业上以钒钛磁铁矿为原料，在炼铁的同时还可以制备钒的最高价氧化物V2O5，其主要流程如下：

已知：①VO3-+2H+VO2++H2O

②NH4VO3微溶于冷水，易溶于热水，不溶于乙醇

（1）高炉炼铁应用的冶炼方法是____（填标号）

A.热分解法　　　 B．热还原法　　 C．电解法

（2）钒渣中的V2O3在焙烧时转化为Ca(VO3)2，写出该反应的化学方程式__。

（3）Ca(VO3)2难溶于水但能溶于稀硫酸，试用平衡移动原理分析其原因_，浸出液中含钒物质的化学式为___。

（4）沉钒过程有气体生成，其反应的离子方程式为__。

（5）过滤后用乙醇代替水来洗涤沉淀的原因是__。

（6）煅烧NH4VO3时，固体质量随温度变化的曲线如图所示。加热到200℃时，得到的固体物质化学式为__，300～350℃放出的气态物质化学式为__。

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工业上以钒钛磁铁矿为原料，在炼铁的同时还可以制备钒的最高价氧化物V2O5，其主要流程如下：

已知：①VO3-+2H+VO2++H2O

②NH4VO3微溶于冷水，易溶于热水，不溶于乙醇

（1）高炉炼铁应用的冶炼方法是____（填标号）

A.热分解法　　　 B．热还原法　　 C．电解法

（2）钒渣中的V2O3在焙烧时转化为Ca(VO3)2，写出该反应的化学方程式__。

（3）Ca(VO3)2难溶于水但能溶于稀硫酸，试用平衡移动原理分析其原因_，浸出液中含钒物质的化学式为___。

（4）沉钒过程有气体生成，其反应的离子方程式为__。

（5）过滤后用乙醇代替水来洗涤沉淀的原因是__。

（6）煅烧NH4VO3时，固体质量随温度变化的曲线如图所示。加热到200℃时，得到的固体物质化学式为__，300～350℃放出的气态物质化学式为__。

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从废钒催化剂（主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等）中回收XO5的一种生产工艺流程示意如图所示：

回答下列问题：

（1）①中滤渣的主要成分是　　 　　　　　 　　 ．

（2）②、③中的变化过程可简化为（下式中Rn+表示VO2+或Fe3+，HA表示有机萃取 剂的主要成分）：

Rn+（水层）+nHA（有机层）RAn（有机层）+nH+（水层）

②中萃取时必须加入适量碱，其原因是　　　 　　 　　 ．③中反萃取时加入的X试剂是　　 　　　 　　 ．

（3）完成④中反应的离子方程式： 　　 　 ClO3－+　 　　 VO2++　 　　 H+=　 　　 VO3++ 　　 　 Cl－+

（4）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如表

根据表中数据判断，⑤中加入氨水，调节溶液pH最佳值为　　 　　　 　 ；若钒沉淀率为90%时不产生Fe（OH）3沉淀，则溶液中c（Fe3+）＜　　　　　　　　 ．（已知：25℃时，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10﹣38）

（5）在整个工艺流程中，可以循环利用的物质是水、　 　　　　　 　 和　　 　　　　 ．

（6）写出废液Y中除H+之外的两种阳离子　　　　　　　　 ．

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