工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是 (写化学式),操作I的名称 。
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):
R2(SO4)n (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 。
③中X试剂为 。
(3)⑤的离子方程式为 。
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
pH |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
2.0 |
2.1 |
钒沉淀率% |
88.1 |
94.8 |
96.5 |
98.0 |
98.8 |
98.8 |
96.4 |
93.1 |
89.3 |
结合上表,在实际生产中,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,则溶液中c(Fe3+)< 。
(已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 和 。
16分)现有六种短周期元素A、B、C、D、E、F,其原子序数依次增大,其中B与C、D与F分别位于同一周期,A与D、C与F分别位于同一主族,且A、D两元素原子的质子数之和是C、F两元素原子质子数之和的一半。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下三种是气体,三种是固体。请回答下列问题:
(1)D离子的结构示意图;
F元素氧化物的晶体类型为。
(2)比较B、C、D元素简单离子半径的大小:>>(填微粒符号)
(3)请说出C的氢化物比F的氢化物稳定的根本原因:;
用高能射线照射液态水时,一个A2C分子能释放出一个电子,同时产生一种具有较
强的氧化性的阳离子,试写出阳离子的电子式:,该阳离
子中存在的化学键有,并写出该阳离子与F氢化物的水溶
液反应的离子方程式:。
(4)E是金属元素,且E单质可以与空气中的N2、CO2等反应,E的最高价氧化物的水化物难溶于水,已知298K时,该难溶物质的的KSP=5.6×10-12,若此时测得溶液pH
=13.00,则此温度下残留在溶液中的E离子物质的量浓度为mol·L-1。
现有铁和铜组成的合金共a mol,其中铜的物质的量分数为x。将此合金研成粉末状后全部投入含b mol硝酸的稀溶液中,微热使其充分反应,硝酸的还原产物只有NO。
(1)用粒子符号填写下列空白(列举出全部可能出现的情况):
组序 成分 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
残留固体成分 |
[ |
|||||
溶液中金属离子 |
(2)当溶液中金属离子只有Fe2+、Cu2+时,则b的取值范围为(用a、x表示)
(3)当x=0.5时,溶液中Fe3+和 Fe2+的物质的量相等,在标准状况下共生成672毫升NO气体,求a和b的值。
现有浓度各为2 mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL,加入一定量的铁粉,按下列情况填空。
(1)充分反应后,无固体存在,则溶液中一定含有的金属阳离子是。
(2)反应完毕后,铁粉有剩余,过滤所得的固体物质为,溶液中一定含有的金属离子的物质的量为mol。
(3)反应完毕,有固体剩余,则反应后的溶液中一定有的金属阳离子为,其物质的量取值范围是。
A-I分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如下图所示(部分反应物、生成物没有列出)。已知H为主族元素的固态氧化物,F是红褐色难溶于水的沉淀,且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。
请填写下列空白:
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素在元素周期表中位置
(2)写出C、H物质的化学式:C; H
(3)写出反应①、⑥的化学方程式和③、⑦的离子方程式:
反应①:
反应⑥:
反应③:
反应⑦:
(4)反应⑥过程中的现象是。
铝热反应实验如下:用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状,套在一起(先将置于内层的漏斗底部剪一个小孔,用水润湿),架在铁架台的铁圈上,下面放置盛沙的蒸发皿。将适量的炒干的氧化铁粉末和铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条,用小木条点燃镁条,引燃氧化铁和铝粉的混合物,反应剧烈进行,发出耀眼的强光,生成铁和氧化铝。
(1)某同学为研究该实验,查阅有关资料得到如下数据:
物质 |
Al |
Al2O3 |
Fe |
Fe2O3 |
熔点/℃ |
660 |
2054 |
1535 |
1462 |
沸点/℃ |
2467 |
2980 |
2750 |
- |
①该同学推测,铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?(填“合理”或“不合理”)
②设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用的试剂是,反应的离子方程式为。
③实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是(填序号)。
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
(2)实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价就越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4摩/升的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(毫升)与产生的沉淀的物质的量(摩尔)的关系
如下图所示。
回答下列问题:
①图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为
②在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为
上述现象说明溶液中、、结合OH-的能力比强(填离子符号)。
③B点与A点的差值为摩尔。