五氧化二钒常用作化学工业中的催化剂，广泛用于冶金、化工生产。一种以钒渣(主要含有V2O3，...

五氧化二钒常用作化学工业中的催化剂，广泛用于冶金、化工生产。一种以钒渣(主要含有V2O3，还有少量FeO、Al2O3、SiO2等)为原料生产V2O5的工艺流程如图：

已知：VO+H2OVO+2H+

(1)“焙烧”时，V2O3转化为NaVO3的化学方程式是___。

(2)滤渣1为___(填化学式)，“酸浸”后，调pH=7.6，除了得到沉淀Fe(OH)3、___，另一个目的是___。

(3)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)的离子方程式是___。图1是沉钒率随温度的变化曲线，温度高于80℃，沉钒率下降，其可能原因是___。

(4)在“煅烧”过程中，固体残留率(剩余固体质量/原始固体质量x100%)随温度变化的曲线如图2所示。NH4VO3分解过程中，先后失去的物质分别是___、___。(填化学式)

(5)金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+VO2++H2O+V3+，电池充电时，阳极的电极反应式为___。

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

重铬酸钠（Na2Cr2O7·2H2O）是重要的化工原料，在化学工业和制药工业中常用作氧化剂。可用一种铬铁矿（主要成分：FeO·Cr2O3，还含有少量的Al2O3）通过以下流程来制取重铬酸钠。

回答下列问题：

（1）写出Cr元素基态原子的外围电子排布式____。

（2）步骤I中反应的化学方程式为：4FeO·Cr2O3(s)＋8Na2CO3(s)＋7O2(g)＝8Na2CrO4(s)＋2Fe2O3(s)＋8CO2(g)，反应中被氧化的元素是　　 ，生成2 mol Fe2O3时转移电子的物质的量为　　 mol。

（3）步骤II中加入NaOH溶液时发生的化学反应方程式为　　 。

（4）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌。工业上常用电解法来处理含Cr2O72-的废水，电解装置模拟示意图如右图（电极材料为铁和石墨）。通电后，Cr2O72-在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。a电极的电极材料是____，b电极附近生成Cr3+的反应的离子方程式是____。

将含Cr2O3为50%的铬铁矿30.4 kg，按上述流程制取产品Na2Cr2O7·2H2O，假设整个流程中铬元素的利用率为80%，则最终能制得Na2Cr2O7·2H2O　　 kg。

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五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，主要用于冶炼钒铁、用作冶金添加剂，占五氧化二钒总消耗量的80%以上，其次是用作有机化工的催化剂。为了增加V2O5的利用率我们从废钒催化剂(主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2和Fe2O3等)中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下：

(1)①中废渣的主要成分是__________________________；

①中V2O5发生反应的离子方程式为________________________________________。

(2)②、③中的变化过程可简化为(下式中的R表示VO2+或Fe3+，HA表示有机萃取剂的主要成分)：R2(SO4) (水层)+2nHA(有机层) 2RAn(有机层)+nH2SO4(水层)。

②中萃取时必须加入适量碱，其原因是________________________________________；

实验室进行萃取操作使用的玻璃仪器为________________________________________。

(3)实验室用的原料中V2O5占6%(原料中的所有钒已换算成V2O5)。取100g该废钒催化剂按工业生产的步骤进行实验当加入100ml0.1mol/L的KClO3溶液时，溶液中的钒恰好被完全处理，假设以后各步钒没有损失，则该实验中钒的回收率是________________[M(V2O5)=182g/mol]

(4)25℃时取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表：

试判断在实际生产时，⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为_________；若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀，则此时溶液中c(Fe2+)≤__________。已知：25℃时Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10－39

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五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。为回收利用含钒催化剂，研制了一种利用废催化剂（含有V2O5、VOSO4、不溶性硅酸盐）回收V2O5的新工艺流程如下：

已知：①部分含钒物质常温下在水中的溶解性如表所示：

②VO2＋＋2OH－VO3－＋H2O

回答下列问题：

（1）用水浸泡废催化剂，为了提高单位时间内废钒的浸出率，可以采取的措施为____________（写一条）。

（2）滤液1和滤液2中钒的存在形式相同，其存在形式为____________（填离子符号）。

（3）在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应的化学方程式为____________。

（4）生成VO2＋的反应中消耗1molKClO3时转移6mol电子，该反应的离子方程式为____________。

（5）在第Ⅱ步中需要加入氨水，请结合化学用语，用平衡移动原理解释加入氨水的一种作用为____________。

（6）最后钒以NH4VO3的形式沉淀出来。以沉钒率（NH4VO3沉淀中V的质量和废催化剂V的质量之比）表示该步反应钒的回收率。请结合如图解释在第Ⅱ步中温度超过80°C以后，沉钒率下降的可能原因是____________；____________（写两条）。

（7）该工艺流程中可以循环利用的物质为____________。

（8）测定产品中V2O5的纯度：

称取ag产品，先用硫酸溶解，得到(VO2)2SO4溶液。再加入b1mLc1mol·L−1(NH4)2Fe(SO4)2溶液（VO2＋+2H＋+Fe2＋==VO2＋+Fe3＋+H2O）。最后用c2mol·L−1KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点，消耗KMnO4溶液的体积为b2mL。已知MnO4－被还原为Mn2+，假设杂质不参与反应。则产品中V2O5（摩尔质量：182g·mol−1）的质量分数是____________。（列出计算式）

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五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。为回收利用含钒催化剂，研制了一种利用废催化剂（含有V2O5、VOSO4、不溶性硅酸盐）回收V2O5的新工艺流程如下：

已知：a.部分含钒物质常温下在水中的溶解性如下表所示：

b.+2OH-+H2O

回答下列问题：

（1）用水浸泡废催化剂，为了提高单位时间内废钒的浸出率，可以采取的措施为_________（写一条）。

（2）滤液1和滤液2中钒的存在形式相同，其存在形式为_______________（填离子符号）。

（3）在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应的化学方程式为_____________。

（4）生成VO2+的反应中消耗1molKClO3时转移6mol电子，该反应的离子方程式为________________

（5）结合化学用语，用平衡移动原理解释加入氨水的一种作用为__________________

（6）最后钒以NH4VO3的形式沉淀出来。以沉钒率（NH4VO3沉淀中V的质量和废催化剂V的质量之比）表示该步反应钒的回收率。请解释下图温度超过80℃以后，沉钒率下降的可能原因是________________________；___________________（写两条）。

（7）该工艺流程中可以循环利用的物质为__________________。

（8）测定产品中V2O5的纯度：称取a g产品，先用硫酸溶解，得到(VO2)2SO4溶液。再加入b1 mL c1 mol·L−1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液（VO2++2H++Fe2+==VO2++Fe3++H2O）。最后用c2 mol·L−1 KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点，消耗KMnO4溶液的体积为b2 mL。已知被还原为Mn2+，假设杂质不参与反应。则产品中V2O5（摩尔质量：182 g·mol−1）的质量分数是______。（列出计算式）

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五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。为回收利用含钒催化剂，研制了一种利用废催化剂（含有V2O5、VOSO4、不溶性硅酸盐）回收V2O5的新工艺流程如图：

已知：（1）部分含钒物质常温下在水中的溶解性如表所示：

（2）VO2++OH-VO3-+H2O

回答下列问题：

（1）用水浸泡废催化剂，为了提高单位时间内废钒的浸出率，在不加试剂情况下，可以采取的措施为__（写一条）。

（2）滤液1和滤液2中钒的存在形式相同，其存在形式为__（填离子符号）。

（3）每生成1mol（VO2）2SO4时转移电子的数目为___。

（4）在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应的离子方程式为___。

（5）结合化学用语，用平衡移动原理解释加入氨水的一种作用为__。

（6）新工艺流程的最后，钒以NH4VO3的形式沉淀出来；如图中横坐标表示反应II的温度，纵坐标表示沉钒率，沉钒率是指NH4VO3沉淀中V元素的质量和废催化剂中V元素的质量之比，也即是钒的回收率。请解释图中温度超过80℃以后，沉钒率下降的可能原因是___。

（7）该工艺流程中可以循环利用的物质为__。

（8）若实验室用的原料中V2O5占6%(原料中的所有钒已换算成V2O5)。取100克该废钒催化剂按工业生产的步骤进行实验。当加入100mL0.1mol/L的KClO3溶液时，溶液中的钒恰好被完全处理，假设与KClO3反应后的操作步骤中钒没有损失，则该实验中钒的回收率是__（保留3位有效数字）。

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金属铬常用于提升特种合金的性能。工业上以铬铁矿(主要成份为FeO·Cr2O3，含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的流程如下图。下列说法不正确的是(　　 )

A.①中需持续吹入空气作氧化剂 B.②中需加入过量稀硫酸

C.③中发生了置换反应 D.溶液A为橙色

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金属铬常用于提升特种合金的性能。工业上以铬铁矿(主要成份为FeO·Cr2O3，含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的流程如下图。下列说法不正确的是(　　 )

A.①中需持续吹入空气作氧化剂 B.②中需加入过量稀硫酸

C.③中发生了置换反应 D.溶液A为橙色

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V2O5（五氧化二钒）可作化学工业中的催化剂，广泛用于冶金、化工等行业。工业上利用冶炼铝生成的固体废料一一赤泥（主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物）提取V2O5其工艺流程图如图：

已知：①NH4VO3是白色粉末，微溶于冷水，可溶于热水。

②NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O

③V2O5是一种橙黄色片状晶体，微溶于水，不溶于乙醇，具有强氧化性。

④部分稀土金属氯化物在乙醇中溶解度较小。

（1）“碱浸”时对赤泥进行粉碎的目的是___。写出滤液1中通入足量CO2时所发生主要反应的离子方程式：___。

（2）将磁性产品加入稀硝酸溶解，取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色，写出该磁性产品与稀硝酸反应的离子方程式：___。

（3）“洗涤”操作时可选用的洗涤剂有___。（填字母）

A.冷水　　　　 B.热水C.1%NH4Cl溶液　　　 D.乙醇

（4）需在流动空气中灼烧的原因可能是___。

（5）将0.253g产品溶于强碱溶液中，加热煮沸，调节pH为8~8.5，向反应后的溶液中加入硫酸酸化的KI溶液（过量），溶液中的还原产物为V3+离子，滴加指示剂，用0.250mol•L-1Na2S2O3溶液滴定，达到终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL，则该产品的纯度为___。

（已知：I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI，结果保留三位有效数字）

（6）水系锌离子电池是一种新型二次电池，以Zn(CF3SO3)2(三氟甲磺酸锌）为电解质，工作原理如图。放电时V2O5电极上的电极反应式为___。

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[化学——选修2：化学与技术]碲及其化合物具有许多优良性能，被广泛用于冶金、化工、医药卫生等工业领域。铜阳极泥（主要成分除含Cu、Te外，还有少量Ag和Au）经如下工艺流程得到粗碲。

（1）“加压硫酸浸出”过程中会发生以下化学反应：Cu2Te+2O2=2CuO+TeO2　 ；TeO2+H2SO4=TeOSO4+H2O

①Ag2Te也能与O2发生类似Cu2Te的反应，化学方程式为____________。

②工业上给原料气加压的方法是________。

（2）操作Ⅰ是________。

（3）“含碲浸出液”的溶质成分除了TeOSO4外，主要是____________（填化学式）。

（4）“电解沉积除铜”时，将“含碲浸出液”置于电解槽中，铜、碲沉淀的关系如下图。电解初始阶段阴极的电极反应式是________。

（5）向“含碲硫酸铜母液”通入SO2并加入NaCl反应一段时间后，Te(IV)浓度从6.72 g·L-1下降到0.10 g·L-1，Cu2+浓度从7.78 g·L-1下降到1.10 g·L-1。

①TeOSO4生成Te的化学方程式为________。

②研究表明，KI可与NaCl起相同作用，从工业生产的角度出发选择NaCl最主要的原因是________。

③计算可得Cu2+的还原率为85.9%，Te(IV)的还原率为________。

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