钒“现代工业的味精”，是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料,其氧化物二...

钒“现代工业的味精”，是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料,其氧化物二氧化钒(VO2)是一种新型热敏材料，五氧化二钒(V2O5)是接触法生成硫酸的催化剂.下列某化学小组从废钒催化剂（V2O5、V2O4、K2SO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3等）中回收V2O5并且利用回收的V2O5制备VO2的氧钒(Ⅳ) 碱式碳酸铵晶体

已知：①“酸浸”时V2O5转化为VO2+,V2O4转成VO2+

②有机萃取剂萃取VO2+的能力比萃取VO2+要强。

③

回答下列问题：

(1)写出“废渣1”的主要成分的用途________(填两条)。

(2)“萃取”之前加入H2C2O4的主要目的_____________________。

(3)“氧化”过程中发生的离子方程式___________________________。

(4)该工艺中加入氯化铵“沉钒”是回收钒的关键之一，加入氯化铵、氨水之后的操作是____________，该流程用到了过滤操作，过滤和萃取分液都需用到的一种玻璃仪器是__________。

(5)工艺中生成VOC12的同时生成一种无色无污染的气体，该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为___________；也可只用浓盐酸与V2O5来制备VOC12 溶液，该方法的化学方程式是________________。

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钒被称为“现代工业味精”，是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料。常见的钒氧化物为VO、V2O3、VO2、V2O5，低价氧化钒在空气中易被氧化成高价氧化钒。

请回答下列问题：

（1）已知：

①2V(s)＋O2(g)=2VO(s)　　 △H1=－825.6kJ·mol-1

②4VO(s)＋O2(g)=2V2O3(s)　　 △H2=－788.8kJ·mol-1

③V2O3(s)＋O2(g)=V2O5(s)　　 △H3=－334.6kJ·mol-1

④4V(s)＋5O2(g)=2V2O5(s)　　 △H4

据上述反应热效应之间的关系，可知△H4=___。

（2）V2O5是钒氧化物中最重要的，也是最常用的钒化工制品。工业上制备V2O5的一个方法是利用VOCl3水解，则VOCl3中V的化合价为___，水解反应的化学方程式为___。

（3）工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热法，该反应的化学方程式为___。

（4）工业制硫酸常用V2Os作催化剂，已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　　 △H=－196kJ·mol-1，500℃时将2molSO2和1molO2装入一容积恒定的10L密闭容器中，达到平衡时容器中SO3的浓度为0.1mol·L-1。

①该反应的平衡常数K=___。某温度时，该反应的平衡常数K=50，则该温度___(填“>”“<”或“=”)500℃。

②下列措施能使的值减小的是___(填字母)。

A.升温

B.其他条件不变，再充入2molHe

C.其他条件不变，再充入2molSO2和1molO2

D.不用V2O5作催化剂，改用其他更高效的催化剂

（5）酸性条件下，V2O5和亚硫酸钠发生氧化还原反应生成可溶性的VOSO4，请写出该反应的离子方程式：___。

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氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业，随着工业的飞速发展，我国对氧化锌的需求量日益增加，成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣(主要成分为ZnO，还含有铁、铝、铜的氧化物，Mn2＋、Pb2＋、Cd2＋等)制取氧化锌的工艺流程如图所示：

已知：相关金属离子[c(Mn＋)＝0.1 mol/L]生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：

回答下列问题：

(1)为保证锌渣酸浸的充分，先保持酸过量，且c(H＋)＝0.5 mol/L左右。写出一种加快锌渣浸出的方法：_____________________________________

(2)为调节溶液的pH，则试剂X为________(填化学式)，且调节溶液pH的范围是________。

(3)除杂时加入高锰酸钾的作用是___________，发生反应的离子方程式为_______________。

(4)“过滤”所得滤渣的主要成分是___________ (填化学式)。

(5)写出“碳化合成”的化学方程式：_________________________________；“碳化合成”过程需纯碱稍过量，请设计实验方案证明纯碱过量：_________________________________

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氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业，随着工业的飞速发展，我国对氧化锌的需求量日益增加，成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣(主要成分为ZnO，还含有铁、铝、铜的氧化物，Mn2+、Pb2+、Cd2+等)制取氧化锌的工艺流程如图所示：

已知：相关金属离子c(Mn+)=0.1mol/L生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：

回答下列问题:

(1)为保证锌渣酸浸的充分，先保持酸过量，且c(H+)=0.5mol/L左右。写出一种加快锌渣浸出的方法：_______________

(2)为调节溶液的pH，则试剂X为__________________(填化学式)，且调节溶液pH的范围是____________

(3)除杂时加入高锰酸钾的作用是_______________，发生反应的离子方程式为_____________

(4)“过滤”所得滤渣的主要成分是_____________________(填化学式)

(5)写出“碳化合成”的化学方程式：_____________________;“碳化合成”过程需纯碱稍过量，请设计实验方案证明纯碱过量：_____________________

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氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业，随着工业的飞速发展，我国对氧化锌的需求量日益增加，成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣(主要成分为ZnO，还含有铁、铝、铜的氧化物，Mn2+、Pb2+、Cd2+等)制取氧化锌的工艺流程如图所示：

已知：相关金属离子c(Mn+)=0.1mol/L生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：

回答下列问题:

(1)为保证锌渣酸浸的充分，先保持酸过量，且c(H+)=0.5mol/L左右。写出一种加快锌渣浸出的方法：_______________

(2)为调节溶液的pH，则试剂X为__________________(填化学式)，且调节溶液pH的范围是____________

(3)除杂时加入高锰酸钾的作用是_______________，发生反应的离子方程式为_____________

(4)“过滤”所得滤渣的主要成分是_____________________(填化学式)

(5)写出“碳化合成”的化学方程式：_____________________;“碳化合成”过程需纯碱稍过量，请设计实验方案证明纯碱过量：_____________________

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氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业，随着工业的飞速发展，我国对氧化锌的需求量日益增加，成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣主要成分为ZnO，还含有铁、铝、铜的氧化物，、、等制取氧化锌的工艺流程如图所示：

已知：相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：

回答下列问题：

为调节溶液的pH，则试剂X为_________填化学式，

除杂时加入高锰酸钾的作用是_________，发生反应的离子方程式为___________。

“过滤”所得滤渣的主要成分是_________填化学式。

写出“碳化合成”的化学方程式：________；“碳化合成”过程需纯碱稍过量，请设计实验方案证明纯碱过量：_________。

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二氧化钒(VO2)是一种新型热敏材料。+4价的钒化合物在弱酸性条件下易被氧化。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：

回答下列问题：

(1) VOC12中V的化合价为 ________。

(2)步骤i中生成VOC12的同时生成一种无色无污染的气体，该化学方程式为___。也可只用浓盐酸与V2O5来制备VOC12溶液，该法的缺点是 _______

(3)步骤ii可在下图装置中进行。

①反应前应通入CO2数分钟的目的是 ________。

②装置B中的试剂是____。

(4)测定氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。

称量ag样品于锥形瓶中，用20mL蒸馏水与30 mL混酸溶解后，加0.02 mol/LKMnO4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c mol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗体积为b mL。滴定反应为：VO2++Fe2++2H+= VO2++Fe3++H2O.

①KMnO4溶液的作用是_______　 。NaNO2溶液的作用是______ 。

②粗产品中钒的质量分数的表达式为_________　 。

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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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钒被称为“工业味精”“工业维生素”，在发展现代工业、国防等方面发挥着至关重要的作用。某高铬型钒渣含等物质，从中分离提取钒铬的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)“焙烧”时会生成和，生成的化学方程式是_________________________。

(2)滤渣1中主要含_________________。滤渣2的主要成分是和，要使所得滤液中含有的相关金属离子浓度小于，应调不低于___。（已知：

(3)“沉钒”所用溶液中，离子浓度由大到小的顺序是_________________________。

(4)“还原”时溶液的在2.5左右，此时控制酸度应选用_______________（填字母标号）。

A.稀盐酸　　 B.稀硫酸　　 C.稀硝酸　　 D.硫酸铵

(5)煅烧时发生反应的类型是否相同？____________（填“相同”或“不同”）

(6)工业上可用电解还原法处理含的酸性废水。用铁板作阳极，电解过程中，废水逐渐上升都以氢氧化物沉淀析出，达到废水净化的目的。

①其中阳极的电极反应式是_________________________。

②电解过程中，废水上升的原因是________________________________________________。

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随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛。

Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备：

方法1：可用含有Fe₂O₃的钛铁矿（主要成分为FeTiO₃，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：

（1）由滤液获得绿矾晶体的操作过程是________。

（2）甲溶液中除含TiO²⁺之外还含有的金属阳离子有________。

（3）已知10kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%，能够得到绿矾晶体22.24kg，试计算最少加入铁粉的质量。

方法2：TiCl₄水解生成TiO₂·XH₂O，过滤、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。

（4）①TiCl₄水解生成TiO₂·XH₂O的化学方程式为________。

②检验TiO₂·XH₂O中Cl^-是否被除净的方法是________。

Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质

（5）TiO₂制取单质Ti，涉及到的步骤如下：

反应②的化学方程式是________，该反应成功需要的其他条件及原因是________。

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