五氧化二钒(V2O5,摩尔质量为182 g·mol-1)可作化学工业中的催化剂，广泛用于冶...

五氧化二钒(V2O5,摩尔质量为182 g·mol-1)可作化学工业中的催化剂，广泛用于冶金、化工等行业。V2O5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,属于两性氧化物。某研究小组将从某粗钒(主要含有V2O5,还有少量Al2O3、Fe2O3)中提取V2O5。实验方案设计如下：

已知：NH4VO3是白色粉末,微溶于冷水,可溶于热水,不溶于乙醇、醚。

2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O

请回答：

（1）第①步操作的实验装置如右图所示,虚线框中最为合适的仪器是________。(填编号)

（2）调节pH为8～8.5的目的________。

（3）第④步洗涤操作时,可选用的洗涤剂_________。(填编号)

A．冷水　　　　　　　　 B．热水　　　　　　　　 C．乙醇　　　　　　　　 D．1% NH4Cl  溶液

（4）第⑤ 步操作时,需在流动空气中灼烧的可能原因________。

（5）硫酸工业中,SO2转化为SO3的催化剂就选用V2O5,催化过程经两步完成,将其补充完整：________( 用化学方程式表示),4VO2+O2=2V2O5。

（6）将0.253 g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),溶液中含有V3+,滴加指示剂,用0.250 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,达到终点消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL,则该产品的纯度为________。(已知：I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI)

高三化学实验题中等难度题查看答案及解析

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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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

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

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）

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

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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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___。

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五氧化二钒用作冶金添加剂，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：

部分含钒物质在水中的溶解性如表所示，回答下列问题：

（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)n（水层）+2nHA（有机层）⇌ 2RA（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 100 g 该废钒催化剂按工业生产的步骤进行实验，当加入 100 mL 0.1 mol•L -1 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)＝182 g•mol -1]。

（4）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液 pH 之间的关系如表所示：

试判断在实际生产时，⑤中加入 NH4Cl 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(Fe3+)≤____________ （已知：25℃时Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10 -39）。

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五氧化二钒(V2O5)在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料含V2O3、CuO、MnO、SiO2、Al2O3、有机物为原料制备V2O5的一种流程如图：

已知：25℃时，难溶电解质的溶度积常数如表所示：

（1）“焙烧”的目的是__；

（2）“滤渣1”的用途为__写出2种即可；常温下，若“调pH”为7，Cu2+是否能沉淀完全：__填“是”或“否”；溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全

（3）“沉锰”需将温度控制在70℃左右，温度不能过高或过低的原因为__；

（4）结晶所得的NH4VO3需进行水洗、干燥。证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为__；

（5）在煅烧NH4VO3生成的V2O5过程中，固体残留率(×100%)随温度变化的曲线如图所示。其分解过程中先后失去的物质分别是__、__。填写分子式

（6）为测定该产品的纯度，兴趣小组同学准确称取V2O5产品2.000g，加入足量稀硫酸使其完全反应，生成(VO2)2SO4，并配成250mL溶液。取25.00mL溶液用0.1000mol·L-1的H2C2O4标准溶液滴定，滴定到终点时消耗标准液10.00mL。已知滴定过程中H2C2O4被氧化为CO2，VO2+黄色被还原为VO2+蓝色，该反应的离子方程式为__；该产品的纯度为__。

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氯化亚铜(CuCl)广泛用于有机合成、气体吸收、冶金、医药化工等行业。

（1）．工业上氯化亚铜可由下列反应制备：

2CuSO4+ Na2SO3 + 2NaCl + Na2CO3  2CuCl ↓+ 3Na2SO4 + CO2↑。制备过程中需要20% 的CuSO4溶液，配制100g 该CuSO4溶液需要胆矾　　　　　　　 g，需要水　　　　　　 g。

（2）．实验室可用如下方法制备少量CuCl：取10mL 0.2mol/L CuCl2溶液，加入0.128g铜屑和36.5%的浓盐酸(密度为1.2g/mL)3mL，在密闭容器中加热，充分反应后，得到无色溶液A；将溶液A全部倾入水中，可得到白色的氯化亚铜沉淀。

已知溶液A中只含氢离子和两种阴离子(不考虑水的电离)，其中，n(H+)=0.036mol、n(Cl–)=0.032mol。请通过分析和计算，确定溶液A中另一阴离子的化学式和物质的量。

（3）．由CO2、O2、CO、N2组成的混合气体1.008L，测得其密度为1.429g/L，将该气体依次通过足量的30%KOH溶液、氯化亚铜氨溶液(可完全吸收O2和CO) (假定每一步反应都能进行完全)，使上述液体分别增加0.44g、0.44g(体积和密度均在标准状况下测定)。

①该混合气体的摩尔质量是　　　　　 g/mol；混合气体中n(CO2): n(CO和N2) =　　　　　 。

列式计算：

②混合气体中CO的质量是多少？

③最后剩余气体的体积是多少？

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