2024届高三化学一轮复习 工业流程题，实验题（钒专题）

工业流程题，实验题（钒专题） 1．利用V2O3制备氧钒碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}的工艺流程如下： 已知：+4价钒在弱酸性环境中具有还原性。下列说法正确的是 A．V2O3制备NaVO3过程中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2 B．生成V2O5的反应为2NaVO3+2NH4C12NaC1+V2O5+2NH3↑ C．由V2O5制备VOC12的两种路径，路径I更符合绿色化学思想 D．路径II中若盐酸浓度过低，可能生成副产物VO2Cl 2．黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物形式存在，还包括钾、镁和铝的硅酸盐，以及、等。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备。 该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀的pH 1.9 7.0 8.9 3.0 8.1 完全沉淀的pH 3.2 9.0 10.9 4.7 10.1 已知：“中和沉淀”中，水解并沉淀为。“沉淀转溶”中，转化为钒酸盐溶解。 下列说法错误的是 A．“酸浸氧化”中，有、、三种离子被氧化 B．滤渣①、滤渣③、滤渣④的主要成分依次是、、 C．随滤液②可除去金属离子、、、及部分、 D．“沉钒”中需要加入过量，利用同离子效应，促进尽可能析出完全 3．工业上利用石煤矿粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)为原料生产V2O5，工艺流程如下： 已知：“水溶”、“转沉”、“转化”、“沉钒”后，所得含钒物质依次为NaVO3、Ca3(VO4)2、(NH4)3VO4、NH4VO3。 下列说法正确的是 A．“焙烧”时V2O3发生的方程式为：V2O3+O2V2O5 B．滤液1的成分为Na[Al(OH)4] C．“转化”时滤渣II经高温煅烧后水浸所得物质可导入到“转沉”操作单元中重复使用 D．“沉钒”需要加入过量NH4Cl，其中一个原因是调节pH，将VO转化为VO 4．为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣)，科研人员研制了一种回收V2O5的新工艺，主要流程如下图。 已知：i.部分含钒物质常温下在水中的溶解性如下表所示： 物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO2)2SO4 溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶 ii.VO+ 2 OH- VO+H2O 回答下列问题： (1)用水浸泡废钒催化剂，为了提高单位时间内废钒的浸出率，可以采取的措施为 ； (写两条)。 (2)滤液1和滤液2中含钒的主要物质成分相同。在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应的化学方程式为 。 (3)生成VO的反应中消耗1mol KClO3时转移6mol电子，该反应的离子方程式为 。 (4)结合化学用语，用平衡移动原理解释加入氨水的作用为 。 (5)最后钒以NH4VO3的形式沉淀出来。以沉钒率(NH4VO3沉淀中V的质量和废催化剂中V的质量之比)表示该步反应钒的回收率。请解释下图温度超过80℃以后，沉钒率下降的可能原因是 ； (写两条)。 (6)测定产品中V2O5的纯度，称取a g产品，先用硫酸溶解，得到 (VO2)2SO4溶液，再加入b1 mL c1 mol·L−1 H2C2O4溶液(2VO＋H2C2O4＋2H＋= 2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O)，最后用c2 mol·L-1 KMnO4溶液滴定过量的H2C2O4至终点，消耗KMnO4溶液的体积为b2 mL。已知MnO被还原为Mn2+，假设杂质不参与反应。则产品中V2O5(摩尔质量：182 g·mol−1)的质量分数是 (列出计算式)。 5．金属钒主要用于冶炼特种钢，被誉为“合金的维生素”。人们在化工实践中，以富钒炉渣(其中的钒以FeO•V2O3、V2O5等形式存在，还有少量的SiO2、Al2O3等)为原料提取金属钒的工艺流程如图所示：    提示：①钒有多种价态，其中+5价最稳定； ②V2O5在碱性条件下可转化为VO。 (1)可加快“高温氧化”速率的措施有 (填一条)。 (2)“气体X”和“气体Y”的化学式分别为 、 。 (3)“沉硅、沉铝”中得到含铝沉淀的离子方程式为 。 (4)写出“高温氧化”过程中发生反应的化学方程式 。 (5)写出“热解”时的化学方程式 。 (6)在“高温还原”反应中，氧化钙最终转化为 (写化学式)。 (7)已知：25℃时，NH3•H2O的电离平衡常数Kb=1.8×10-5，H2CO3的电离平衡常数Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.6×10-11，判断NH4HCO3溶液呈