为回收利用废钒催化剂（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，主要流程如下：回答下列问题：（1）工业由V2O5冶 - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

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为回收利用废钒催化剂（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，主要流程如下：

回答下列问题：
（1）工业由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，该反应的氧化剂为_____________。
（2）滤液中含钒的主要成分为______________（填化学式）。
（3）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，该步反应的离子方程式 ______________；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比）和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为___________、_________℃。

（4）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定(VO₂)₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应方程式为：2VO₂⁺+H₂C₂O₄+2H⁺= 2VOⁿ⁺ + 2CO₂↑+ mH₂O，其中n、m分别为______________、________ 。
（5）全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⁺，电池放电时正极的电极反应式为___________。

答案

（1）V₂O₅（2）VOSO₄（3）NH₄⁺＋VO₃^-== NH₄VO₃↓；4；80
（4）2；2
（5）VO₂⁺+ 2H⁺+e^－== VO²⁺+H₂O

核心考点

试题【为回收利用废钒催化剂（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，主要流程如下：回答下列问题：（1）工业由V2O5冶】；主要考察你对工业生产其他物质等知识点的理解。[详细]

举一反三

锆（?)主要用于核反应堆燃料棒的包层，这是因为含有1.5%Sn的锆合金具有在辐射下稳定的抗腐蚀性和机械性。以斜锆石(ZrO₂)生产金属锆的生产过程示意图如下

(1) 写出斜锆石转化为四氯化锆的化学反应方程式：_____________________
(2) 已知：
①

②

则

______________ 该反应在Ar气氛中进行的理由是______________。
(3) ZrCl₄是白色固体，在潮湿的空气中“冒烟”。这是因为ZrCl₄易发生_______反应，生成了 ______________。
(4) 2011年3月发生的日本福岛核电站爆炸，其原因是锆在高温下与水蒸气反应产生大量氢气，同时伴随着放热，最后氢气与空气混合发生爆炸。所发生的置换反应的化学方程式是_____________________
(5) —种新型燃料电池，一极通入空气,另一极通入甲烷；电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃)的氧化锆（ZrO₂)晶体，在熔融状态下能传导O^2-在熔融电解质中，O^2-向_______ (填正、负）极移动。电池正极的电极反应式为_______,负极的电极反应式为___________。

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（三选一）【化学—化学与技术】
工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、Cl^－和SO₄^2－等杂质，提纯工艺线路如下

Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示

Ⅱ、25℃时有关物质的溶度积如下

回答下列问题：
（1）加入NaOH溶液时发生的离子方程式为：______________________；25℃时，向含有
Mg^2＋、Fe^3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8 时，c(Mg^2＋)：c(Fe^3＋)＝ _______。
（2）“趁热过滤”时的温度应控制在__________________。
（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行很多次循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行___________，并说明理由：__________________。
（4）已知：
Na₂CO₃·10H₂O(s)＝Na₂CO₃(s)＋10H₂O(g) △H＝+ 532.36kJ/mol
Na₂CO₃·10H₂O(s)＝Na₂CO₃·H₂O(s)＋9H₂O(g) △H＝+ 473.63kJ/mol
写出Na₂CO₃·H₂O脱水反应的热化学方程式___________________。

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2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只，锂电池消耗量巨大，对不可再生的金属资源的消耗是相当大的，回收利用锂资源成为重要课题。某研究小组对某废旧锂离子电池正极材料(图中简称废料，成份为LiMn₂O₄、石墨粉和铝箔)进行回收研究，工艺流程如下：
已知：Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。

（1）废料在用NaOH溶液浸取之前需要进行粉碎操作，其目的是_______________。
（2）废旧电池可能由于放电不完全而残留有锂单质，为了安全对拆解环境的要求__________________________。
（3）写出反应④生成沉淀X的离子方程式：________________________ 。
（4）己知LiMn₂O₄中Mn的化合价为+3和+4价，写出反应②的化学反应方程式：_____________________________。
（5）生成Li₂CO₃的化学反应方程式为___________________。已知Li₂CO₃在水中的溶解度随着温度升高而减小，最后一步过滤时应______________。

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由固体碱熔氧化法可制备重铬酸钾，已知精选后的铬铁矿主要成分是亚铬酸铁[Fe(CrO₂)₂或
FeO·Cr₂O₃]，还含有硅、铝的氧化物等杂质。

（1）若氧化焙烧在实验室进行，所用的主要仪器是______（填序号，下同）；蒸发浓缩时所用的主要仪器是_______。
A．蒸发皿 B．普通坩埚 C．铁坩埚
（2）氧化焙烧时，发生重要反应的化学方程式有：

以及：__________________。
（3）用水浸取熔块时，NaFeO₂强烈水解，生成氢氧化铁沉淀而除去，试写出离子方程式： __________________________________。
（4）残渣2的主要成分有（填化学式）___________、_____________。
（5）已知K₂Cr₂O₇和NaCl两种物质的溶解度随温度变化变化如下

则最后一步由混合液转变成K₂Cr₂O₇晶体的操作是_______、_______、过滤、洗涤、烘干。

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MnSO₄·H₂O在工业、农业等方面有广泛的应用。
（一）制备：工业上用化工厂尾气中低浓度SO₂还原MnO₂矿制备MnSO₄·H₂O过程如下：

已知：常温时部分硫化物难溶盐的Ksp：CuS--6.3×10^-36、PbS--1.0×10^-28、NiS--2.0×10^-26、MnS--2.5×10^-10，请回答下列问题：
（1）生产中MnO₂矿粉碎的目的是______________。
（2）浸出和还原过程中发生的主要离子反应方程式为_______________ 。
（3）除重金属离子后，若混合溶液中Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的浓度均为1.0×10^-5mol/L，则c(S^2-)最大= ________mol/L。
（二）：性质--热稳定性：MnSO₄·H₂O在1150℃高温下分解的产物是Mn₃O₄、SO₂、 SO₃和水，在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是____________________
（三）废水处理：工厂废水中主要污染为Mn²⁺和Cr⁶⁺，现研究铁屑用量和pH值对废水中铬、锰去除率的影响，
（1）取100mL废水于250 mL锥形瓶中，调节pH值到规定值，分别加入不同量的废铁屑．得到铁屑用量对铬和锰去除率的影响如下图1所示。则在pH一定时，废水中铁屑用量为______时锰、铬去除率最好。

（2）取100mL废水于250 mL锥形瓶中，加入规定量的铁粉，调成不同的pH值。得到pH值对铬和锰去除率的影响如下图2所示。则在铁屑用量一定时，废水pH=________时锰、铬去除率最好。

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