在生產(chǎn)硫酸的釩廢催化劑中,部分釩仍以V2O5形式存在,還有部分以VOSO4形式存在,約占總釩的30%~70%.工業(yè)上對廢釩催化劑回收處理的工藝流程如下:

回答下列問題:
(1)“酸浸”是將釩廢催化劑中V2O5轉(zhuǎn)變成可溶于水的VOSO4(完全電離),請寫出該反應(yīng)的離子方程式______;酸浸液經(jīng)分離凈化后與水浸液合并,用氯酸鉀氧化,使VOSO4氧化成可溶于水的(VO22SO4[(VO22SO4完全電離,氯元素被還原為Cl-],請寫出該反應(yīng)的離子方程式:______.
(2)加入適量的NH4Cl,釩以偏釩酸銨(NH4VO3)的形式沉淀析出.經(jīng)過濾、焙燒可得到紅棕色產(chǎn)品V2O5.在整個工業(yè)生產(chǎn)中沒有涉及到的反應(yīng)有______(填字母)
A.化合反應(yīng)     B.分解反應(yīng)     C.復(fù)分解反應(yīng)      D.置換反應(yīng)
(3)在含有18.5gV2O5的樣品中滴加60.00mL濃度為10.00mol?L-1HCl溶液,恰好完全反應(yīng)(雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)),生成2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣,則生成物中V的化合價為______.
(4)上述滴加鹽酸過程需要用滴定管,滴定管也常用于測定一定體積溶液中某溶質(zhì)的含量,如果用蒸餾水洗滌滴定管后,就直接加入標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,則對滴定結(jié)果的影響是______.若錐形瓶用蒸餾水洗滌后,就直接裝入待測溶液進(jìn)行滴定,則對滴定結(jié)果的影響是______(以上填“偏高”、“偏低”或“無影響”).

解:(1)根據(jù)題意和流程圖中的轉(zhuǎn)化,“酸浸”是將釩廢催化劑中V2O5轉(zhuǎn)變成可溶于水的VOSO4,發(fā)生了氧化還原反應(yīng);含VOSO4的酸浸液經(jīng)分離凈化后與水浸液(含VOSO4)合并,用氯酸鉀氧化,使VOSO4氧化成完全電離可溶于水的(VO22SO4,氯元素被還原為Cl-,根據(jù)化合價的升降寫出離子方.
故答案為:V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O   C1O3-+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1-;
(2)整個工業(yè)生產(chǎn)中涉及的反應(yīng)類型有復(fù)分解反應(yīng)(加入氯化銨)、氧化還原反應(yīng)(加入亞硫酸鈉、加入氯酸鉀);不涉及化合反應(yīng)、置換反應(yīng).故答案為:A、D        
(3n(V2O5)=18.2g/182g?mol-1=0.1mo1,n(Cl2)=2.24L/22.4L?mol-1=0.1 mol,五氧化二釩把濃鹽酸氧化為氯氣,本身被還原的價態(tài)是所求的化合價,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中的電子守恒,設(shè)反應(yīng)后V的化合價為x,根據(jù)電子得失守恒得:0.1 mol×2=0.1 mol×2(5一x),則x=+4.故答案為;+4價;
(4)滴定管是準(zhǔn)確量取、準(zhǔn)確測定溶液體積所使用的一種量具,蒸餾水洗滌后必須用待裝液洗滌后方可裝標(biāo)準(zhǔn)液,否則會稀釋標(biāo)準(zhǔn)液,使結(jié)果偏高;錐形瓶中蒸餾水不影響待測液溶質(zhì)的量,故答案:偏高; 無影響;
分析:(1)廢催化劑中釩元素主要以難溶的V2O5和易溶的VOSO4形式存在,粉碎后水浸后過濾,得到含VOSO4的濾液Ⅰ,和沉淀V2O5;沉淀經(jīng)酸浸溶解在硫酸中,形成含VO2+離子的溶液,再加入亞硫酸鈉,會發(fā)生氧化還原反應(yīng),V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O,過濾后得到濾液Ⅱ,成分主要是VOSO4,經(jīng)分離凈化后與水浸液合并,加入氯酸鉀氧化,使VOSO4氧化成可溶于水完全電離的(VO22SO4,氯元素被還原為Cl-,從而根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)寫出離子方程;
(2)加入適量的氯化銨,目的是讓VO2+離子轉(zhuǎn)化為偏釩酸銨(NH4VO3)的形式沉淀析出,經(jīng)過濾、焙燒分解可得到紅棕色產(chǎn)品V2O5;整個工業(yè)生產(chǎn)中涉及的反應(yīng)類型有復(fù)分解反應(yīng)(加入氯化銨)、氧化還原反應(yīng)(加入亞硫酸鈉、加入氯酸鉀);不涉及化合反應(yīng)、置換反應(yīng);
(3)根據(jù)題意V2O5與濃度為10.00mol?L-1HCl溶液(濃鹽酸溶液)反應(yīng)生成氯氣,說明發(fā)生了氧化還原反應(yīng),負(fù)一價氯離子被氧化為氯氣,V2O5被還原為設(shè)為x,則n(V2O5)=18.2g/182g?mol-1=0.1mo1,n(Cl2)=2.24L/22.4L?mol-1=0.1 mol,根據(jù)電子得失守恒得:0.1 mol×2=0.1 mol×2(5一x),則x=+4;
(4)滴定反應(yīng)用到的滴定管,可以用于滴定實驗,也可準(zhǔn)確取用一定體積的溶液,也常用于測定一定體積溶液中某溶質(zhì)的含量,使用時如果用蒸餾水洗滌滴定管后,就直接加入標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,標(biāo)準(zhǔn)液被稀釋,實驗時多消耗標(biāo)準(zhǔn)液,測的結(jié)果偏高;若錐形瓶用蒸餾水洗滌后,就直接裝入待測溶液進(jìn)行滴定,由于待測液是準(zhǔn)確取用的,所含溶質(zhì)一定,錐形瓶中有水稀釋了待測液,使滴定實驗時間增長,但不會影響測定結(jié)果;
點評:本題考查了金屬回收利用的流程設(shè)計、氧化還原反應(yīng)的運用和判斷、氧化還原反應(yīng)的電子守恒計算運用、滴定過程中滴定管的正確使用和滴定實驗中的誤差分析.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(2011?安慶三模)在生產(chǎn)硫酸的釩廢催化劑中,部分釩仍以V2O5形式存在,還有部分以VOSO4形式存在,約占總釩的30%~70%.工業(yè)上對廢釩催化劑回收處理的工藝流程如下:

回答下列問題:
(1)“酸浸”是將釩廢催化劑中V2O5轉(zhuǎn)變成可溶于水的VOSO4(完全電離),請寫出該反應(yīng)的離子方程式
V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O
V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O
;酸浸液經(jīng)分離凈化后與水浸液合并,用氯酸鉀氧化,使VOSO4氧化成可溶于水的(VO22SO4[(VO22SO4完全電離,氯元素被還原為Cl-],請寫出該反應(yīng)的離子方程式:
C1O3-+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1-
C1O3-+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1-

(2)加入適量的NH4Cl,釩以偏釩酸銨(NH4VO3)的形式沉淀析出.經(jīng)過濾、焙燒可得到紅棕色產(chǎn)品V2O5.在整個工業(yè)生產(chǎn)中沒有涉及到的反應(yīng)有
AD
AD
(填字母)
A.化合反應(yīng)     B.分解反應(yīng)     C.復(fù)分解反應(yīng)      D.置換反應(yīng)
(3)在含有18.5gV2O5的樣品中滴加60.00mL濃度為10.00mol?L-1HCl溶液,恰好完全反應(yīng)(雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)),生成2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣,則生成物中V的化合價為
+4
+4

(4)上述滴加鹽酸過程需要用滴定管,滴定管也常用于測定一定體積溶液中某溶質(zhì)的含量,如果用蒸餾水洗滌滴定管后,就直接加入標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,則對滴定結(jié)果的影響是
偏高
偏高
.若錐形瓶用蒸餾水洗滌后,就直接裝入待測溶液進(jìn)行滴定,則對滴定結(jié)果的影響是
無影響
無影響
(以上填“偏高”、“偏低”或“無影響”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2013?淮南一模)從廢釩催化劑(主要成分有V2O5,VOSO4,K2SO4,SiO2等)中回收V2O5的一種生產(chǎn)流程示意圖如下,請回答下列問題:

(1)步驟①中廢渣的主要成分是
SiO2
SiO2
,③中X試劑為
H2SO4
H2SO4
;(均填化學(xué)式)
(2)實驗室中進(jìn)行萃取分液操作時,注入萃取劑,充分振蕩,將分液漏斗于鐵圈上靜置,當(dāng)液體分層后,接下來的操作是
打開分液漏斗瓶塞(或瓶塞凹槽對準(zhǔn)瓶口小孔);當(dāng)分液面接近(或略超過)活塞處時關(guān)閉活塞;上層液體從分液漏斗上口倒入另一燒杯中
打開分液漏斗瓶塞(或瓶塞凹槽對準(zhǔn)瓶口小孔);當(dāng)分液面接近(或略超過)活塞處時關(guān)閉活塞;上層液體從分液漏斗上口倒入另一燒杯中
;
(3)②③的變化過程可簡化為(下式R表示VO 2+,HA表示有機(jī)萃取劑)
R2(SO4n(水層)+2nHA(有機(jī)層)?2RAn(有機(jī)層)+nH2SO4(水層)
為提高②中萃取百分率,應(yīng)采取的措施是
加入堿中和硫酸使平衡正移
加入堿中和硫酸使平衡正移

(4)請完成④中反應(yīng)的離子方程式:
1
1
ClO3-+
6
6
VO2++
6
6
H-+=
6
6
VO3++
1Cl-
1Cl-
+
3H2O
3H2O

(5)25°C時,取樣進(jìn)行試驗分析,得到釩沉淀率和溶液pH之間關(guān)系如表
pH 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1
釩沉淀率% 88.1 94.8 96.5 98.0 98.8 98.8 96.4 93.1 89.3
結(jié)合上表,在實際生產(chǎn)中,⑤中加入氨水,調(diào)節(jié)溶液的最佳pH值為
1.7-1.8
1.7-1.8

(6)該工藝流程中,可以循環(huán)利用的物質(zhì)有
氨氣 有機(jī)萃取劑
氨氣 有機(jī)萃取劑

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科目:高中化學(xué) 來源:2011年安徽省安慶市高考化學(xué)三模試卷(解析版) 題型:解答題

在生產(chǎn)硫酸的釩廢催化劑中,部分釩仍以V2O5形式存在,還有部分以VOSO4形式存在,約占總釩的30%~70%.工業(yè)上對廢釩催化劑回收處理的工藝流程如下:

回答下列問題:
(1)“酸浸”是將釩廢催化劑中V2O5轉(zhuǎn)變成可溶于水的VOSO4(完全電離),請寫出該反應(yīng)的離子方程式______;酸浸液經(jīng)分離凈化后與水浸液合并,用氯酸鉀氧化,使VOSO4氧化成可溶于水的(VO22SO4[(VO22SO4完全電離,氯元素被還原為Cl-],請寫出該反應(yīng)的離子方程式:______.
(2)加入適量的NH4Cl,釩以偏釩酸銨(NH4VO3)的形式沉淀析出.經(jīng)過濾、焙燒可得到紅棕色產(chǎn)品V2O5.在整個工業(yè)生產(chǎn)中沒有涉及到的反應(yīng)有______(填字母)
A.化合反應(yīng)     B.分解反應(yīng)     C.復(fù)分解反應(yīng)      D.置換反應(yīng)
(3)在含有18.5gV2O5的樣品中滴加60.00mL濃度為10.00mol?L-1HCl溶液,恰好完全反應(yīng)(雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)),生成2.24L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣,則生成物中V的化合價為______.
(4)上述滴加鹽酸過程需要用滴定管,滴定管也常用于測定一定體積溶液中某溶質(zhì)的含量,如果用蒸餾水洗滌滴定管后,就直接加入標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,則對滴定結(jié)果的影響是______.若錐形瓶用蒸餾水洗滌后,就直接裝入待測溶液進(jìn)行滴定,則對滴定結(jié)果的影響是______(以上填“偏高”、“偏低”或“無影響”).

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