钒是一种重要的合金元素，还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废-优题课

题文

钒是一种重要的合金元素，还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物（含有SiO₂、Al₂O₃及其他残渣）中提取钒的一种新工艺主要流程如下：

部分含钒化合物在水中的溶解性如下表：

物质	V₂O₅	NH₄VO₃	VOSO₄	(VO₂)₂SO₄
溶解性	难溶	难溶	可溶	易溶

部分含钒化合物在水中的溶解性如下表：
请回答下列问题：
（1）反应①所得溶液中除H⁺之外的阳离子有___________。
（2）反应②碱浸后滤出的固体主要成分是        （写化学式）。
（3）反应④的离子方程式为                    。
（4）25℃、101 kPa时，4Al(s)＋3O₂(g)==2Al₂O₃(s)  ΔH₁＝-a kJ/mol
4V(s)＋5O₂(g)==2V₂O₅(s)   ΔH₂＝-b kJ/mol
用V₂O₅发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是         。
（5）钒液流电池（如图所示）具有广阔的应用领域和市场前景，该电池中隔膜只允许H⁺通过。电池放电时负极的电极反应式为      ，电池充电时阳极的电极反应式是    。

（6）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定(VO₂)₂SO₄溶液，以测定反应①后溶液中的含钒量，反应的离子方程式为：2VO₂⁺＋H₂C₂O₄＋2H⁺===2VO²⁺＋2CO₂↑＋2H₂O。取25.00 mL 0.1000 mol/L H₂C₂O₄标准溶液于锥形瓶中，加入指示剂，将待测液盛放在滴定管中，滴定到终点时消耗待测液24.0 mL，由此可知，该(VO₂)₂SO₄溶液中钒的含量为      g/L。

科目化学题型简答题难度困难

知识点：物质检验实验方案的设计验证原电池的效果探究电解池作用

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1．	对溴苯乙烯与丙烯的共聚物是一种高分子阻燃剂，具有低毒、热稳定性好等优点。完成下列填空：写出该共聚物的结构简式。

2．	实验室由乙苯制取对溴苯乙烯，需先经两步反应制得中间体。写出该两步反应所需的试剂及条件。

3．	将与足量氢氧化钠溶液共热得到 $A$ ， $A$ 在酸性条件下遇 $F e C l_{3}$ 溶液不显色。 $A$ 的结构简式为。由上述反应可推知。由 $A$ 生成对溴苯乙烯的反应条件为。

4．	丙烯催化二聚得到2,3-二甲基-1-丁烯，B与2,3-二甲基-1-丁烯互为同分异构体，且所有碳原子处于同一平面。写出 $B$ 的结构简式。设计一条由2,3-二甲基-1-丁烯制备 $B$ 的合成路线。（合成路线常用的表示方式为：）

工业上利用氨氧化获得的高浓度 $N O_{x}$ 气体(含 $N O$ 、 $N O_{2}$ )制备 $N a N O_{2}$ 、 $N a N O_{3}$ ，工艺流程如下：
已知： $N a_{2} C O_{3}$ ＋ $N O$ ＋ $N O_{2}$ =2 $N a N O_{2}$ ＋ $C O_{2}$

（1）中和液所含溶质除 $N a N O_{2}$ 及少量 $N a_{2} C O_{3}$ 外，还有(填化学式)。
（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，避免浓度过大，目的是。蒸发Ⅰ产生的蒸气中含有少量的 $N a N O_{2}$ 等有毒物质，不能直接排放，将其冷凝后用于流程中的(填操作名称)最合理。
（3）母液Ⅰ进行转化时加入稀 $H N O_{3}$ 的目的是。母液Ⅱ需回收利用，下列处理方法合理的是。
a．转入中和液 b．转入结晶Ⅰ操作
c．转入转化液d．转入结晶Ⅱ操作
（4）若将 $N a N O_{2}$ 、 $N a N O_{3}$ 两种产品的物质的量之比设为2：1，则生产1.38吨 $N a N O_{2}$ 时， $N a_{2} C O_{3}$ 的理论用量为吨(假定 $N a_{2} C O_{3}$ 恰好完全反应)。

(12分)软锰矿(主要成分MnO₂，杂质金属元素Fe、Al、Mg等)的水悬浊液与烟气中SO₂反应可制备MnSO₄·H₂O ，反应的化学方程式为：MnO₂＋SO₂=MnSO₄
（1）质量为17．40g纯净MnO₂最多能氧化_____L(标准状况)SO₂。
（2）已知：K_sp[Al(OH)₃]=1×10^－33，K_sp[Fe(OH)₃]=3×10^－39，pH=7．1时Mn(OH)₂开始沉淀。室温下，除去MnSO₄溶液中的Fe³^＋、Al³^＋(使其浓度小于1×10^－6mol·L^－1)，需调节溶液pH范围为________。
（3）下图可以看出，从MnSO₄和MgSO₄混合溶液中结晶MnSO₄·H₂O晶体，需控制结晶温度范围为_______。

（4）准确称取0．1710gMnSO₄·H₂O样品置于锥形瓶中，加入适量H₂PO₄和NH₄NO₃溶液，加热使Mn²^＋全部氧化成Mn³^＋，用c(Fe²^＋)=0．0500mol·L^－1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn³^＋被还原为Mn²^＋)，消耗Fe²^＋溶液20．00mL。计算MnSO₄·H₂O样品的纯度(请给出计算过程)

研究 $C O_{2}$ 在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。
（1）溶于海水的 $C O_{2}$ 主要以4种无机碳形式存在，其中 $H C O_{3}^{-}$ 占95%，写出 $C O_{2}$ 溶于水产生 $H C O_{3}^{-}$ 的方程式：。
（2）在海洋循环中，通过下图所示的途径固碳。

①写出钙化作用的离子方程式：。
②同位素示踪法证实光合作用释放出的 $O_{2}$ 只来自于 $H_{2} O$ ，用 ${}^{18}O$ 标记物质的光合作用的化学方程式如下，将其补充完整：+= $(C H_{2} O)_{x}$ + $x^{18} O_{2}$ + $x H_{2} O$

（3）海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机碳，可采用如下方法：
①气提、吸收 $C O_{2}$ ，用 $N_{2}$ 从酸化后的还说中吹出 $C O_{2}$ 并用碱液吸收（装置示意图如下），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。

②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为 $N a H C O_{3}$ ，再用 $x m o l / L H C l$ 溶液滴定，消耗 $y m l H C l$ 溶液，海水中溶解无机碳的浓度= $m o l / L$ 。
（4）利用下图所示装置从海水中提取 $C O_{2}$ ，有利于减少环境温室气体含量。

①结合方程式简述提取 $C O_{2}$ 的原理：。
②用该装置产生的物质处理 $b$ 室排出的海水，合格后排回大海。处理至合格的方法是。

氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：

（1）反应Ⅰ的化学方程式是。
（2）反应Ⅰ得到的产物用 $I_{2}$ 进行分离。该产物的溶液在过量 $I_{2}$ 的存在下会分成两层--含低浓度 $I_{2}$ 的 $H_{2} S O_{4}$ 层和高浓度的 $I_{2}$ 的 $H I$ 层。
①根据上述事实，下列说法正确的是（选填序号）。
a．两层溶液的密度存在差异
b．加 $I_{2}$ 前， $H_{2} S O_{4}$ 溶液和HI溶液不互溶
c． $I_{2}$ 在 $H I$ 溶液中比在 $H_{2} S O_{4}$ 溶液中易溶
②辨别两层溶液的方法是。
③经检测， $H_{2} S O_{4}$ 层中 $c （ H^{+}) : c (S {O_{4}}^{2 -})$ =2.06：1。其比值大于2的原因是。
（3）反应Ⅱ： $2 H_{2} S O_{4} （ l) = 2 S O_{2} （ g) + O_{2} (g) + 2 H_{2} O （ g ） △ H = + 550 k J / m o l$

它由两步反应组成：i． $H_{2} S O_{4} (l ） = S O_{3} (g) + H_{2} O （ g ） △ H = + 177 k J / m o l$

ii． $S O_{3} (g ）$ 分解。
L（L₁、L₂），X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ii中 $S O_{3} (g ）$ 的平衡转化率随X的变化关系。

①X代表的物理量是。
②判断L₁、L₂的大小关系，并简述理由：。

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