随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金的维生素”。为回收利用含钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,回收率达91.7%以上。
部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示:
该工艺的主要流程如下:
请回答下列问题。
⑴工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,用化学方程式表示为 。
⑵反应①的目的是 。
⑶该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,写出该步发生反应的离子方程式: 。
⑷用已知浓度的硫酸酸化的H2C2O4溶液,滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量:VO2++H2C2O4+H+→VO2++CO2+X。
X为 (写化学式)。
⑸经过热重分析测得:NH4VO3在焙烧过程中,固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如上图所示。则NH4VO3在分解过程中 (填序号)。
A.先分解失去H2O,再分解失去NH3 | B.先分解失去NH3,再分解失去H2O |
C.同时分解失去H2O和NH3 | D.同时分解失去H2、N2和H2O |
许多硫的含氧酸盐在医药、化工等方面有着重要的用途。
(1)重晶石(BaSO4)常做胃肠道造影剂。
已知:常温下,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。向BaSO4悬浊液中加入硫酸,当溶液的pH=2时,溶液中c(Ba2+)=__。
(2)硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]常做分析剂。
①检验晶体中含有NH4+的方法为。
②等物质的量浓度的四种稀溶液:
a.(NH4)2Fe(SO4)2 b.NH4HSO4
c.(NH4) 2SO4d.(NH4)2SO3,
其中c(NH4+)由大到小的顺序为__(填选项字母)。
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)常做强氧化剂,Na2S2O3常做还原剂。
①K2S2O8溶液与酸性MnSO4溶液混合,在催化剂作用下,可以观察到溶液变为紫色,该反应的离子方程式为__。
②用铂做电极,电解H2SO4和K2SO4的混合溶液可以制备K2S2O8,其阳极的电极反应式为__,电解过程中阴极附近溶液的pH将__(填“增大”“减小”或“不变”)。
③产品中K2S2O8的含量可用碘量法测定。操作步骤为称取0.3000 g产品于碘量瓶中,加50 mL水溶解;加入4.000 g KI固体(稍过量),振荡使其充分反应;加入适量醋酸溶液酸化,以__为指示剂,用0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。重复2次,测得平均消耗标准液21.00 mL。该产品中K2S2O8的质量分数为(杂质不参加反应)__(列式并计算)。
化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
(1)催化反硝化法中,H2能将NO3-还原为N2。25℃时,反应进行10 min,溶液的pH由7变为12。
①N2的结构式为________。
②上述反应离子方程式为____________________,其平均反应速率v(NO3-)为________mol·L-1·min-1。
③还原过程中可生成中间产物NO2-,写出3种促进NO2-水解的方法________。
(2)电化学降解NO3-的原理如图所示。
①电源正极为________(填“A”或“B”),阴极反应式为______________。
②若电解过程中转移了2 mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左-Δm右)为________g。
硫酸铜在工农业生产和生活中都有重要的应用。请回答下列问题:
(1)铜与浓硫酸共热是制备硫酸铜的方法之一,写出反应的化学方程式:__________________。但该反应生成的气体污染环境。为避免环境污染,可在铜粉与稀硫酸的混合物中通入热空气,反应的总化学方程式为____________________。
(2)将铜粉置于稀硫酸中不发生反应,加入双氧水,则铜粉可逐渐溶解。写出反应的离子方程式:____________________。
(3)将适量稀硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶可得到硫酸铜晶体。为了节约原料,H2SO4和HNO3的物质的量之比最佳为________________。
(4)用惰性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图甲所示。图乙是电解过程中产生气体的总体积V与转移电子的物质的量n(e-)的关系图。
电解过程中,a电极的现象是______________;b电极的电极反应式为____________________。
过氧化银(Ag2O2)是银锌碱性电池正极的活性物质,可通过下列反应制备:
K2S2O8+2AgNO3+4KOHAg2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O
(1)已知K2S2O8和H2O2含有一个相同的化学键,则该反应________(填“是”或“不是”)氧化还原反应;已知下列反应:Mn2++S2O82-+H2O→MnO4-+SO42-+H+(未配平),反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(2)制备Ag2O2的反应进行完全后,经过滤、洗涤、干燥,即可得到Ag2O2,检验Ag2O2是否洗涤干净的方法是________。
(3)一种银锌(Ag2O2、Zn)碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极生成Ag,负极只生成一种化合物(只含有Zn、K、H、O),其中Zn元素的质量分数为30%,钾、锌两种元素的质量比为7865,则该电池的总反应方程式为________。
(4)用银锌电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可制取H2,其装置如图所示(电解池中隔膜仅阻止气体通过,M、N均为惰性电极)。
①N极与银锌电池的________(填“Zn”或“Ag2O2”)相连。
②M极的电极反应式为________________________。
已知Ca(OH)2与Cl2反应的氧化产物与温度有关,在一定量的石灰乳中通入一定量的氯气,二者恰好完全反应(发生的反应均为放热反应)。生成物中含有Cl-、ClO-、ClO3—三种含氯元素的离子,其中ClO-、ClO3—两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如图所示。
(1)t1前,氧化产物是______________________(填化学式)。
(2)t2时,Ca(OH)2与Cl2发生反应的总的离子方程式:_____________________________。
(3)该石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量是________mol。
(4)NaClO2较稳定,但加热或敲击亚氯酸钠固体时立即爆炸,其爆炸后的产物可能是________(填字母)。
A.NaCl、Cl2 | B.NaCl、NaClO | C.NaClO3、NaClO4 | D.NaCl、NaClO3 |
(5)配平下列离子方程式:________Fe(OH)3+________ClO-+________OH-=________FeO42—+________Cl-+________H2O。