高三化学培优强化训练8 钒(V).doc

高三化学培优强化训练8 2016/9/191为回收利用含钒催化剂(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，回收率达91.7%以上。已知：V可形成VO2+、VO2+、VO3- 等多种离子；部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示，主要工艺流程如下图所示。物质VOSO4V2O5NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶难溶难溶易溶请回答下列问题：(1)工业上常用铝热反应法由V2O5冶炼金属钒，请写出反应的化学方程式 _ _ _。(2)反应的离子方程式是 。(3)设NA为阿伏伽德罗常数，则在反应中，每生成1mol(VO2)2SO4转移电子的数目为_。(4)在离子交换过程中，发生可逆反应：VO2+ 2OH-VO3-+ H2O。该反应的化学平衡常数K的表达式为_；已知常温时K=4.91013，则在离子交换后所得的溶液中c(VO3-):c(VO2+)=_。(5)反应分离出NH4VO3的实验方法是_，所用到的硅酸盐仪器有_。(6)NH4VO3在焙烧过程中，固体质量随温度变化的曲线如右图所示。则NH4VO3在分解过程中(填序号)。(相对原子质量：H1，N14，O16，V51)先分解失去NH3，再分解失去H2O；先分解失去H2O，再分解失去NH3；同时分解失去H2O和NH3；同时分解失去H2、N2和H2O(7)工业上制备V2O5的另一种方法是VOCl3(黄色液体)的水解法。已知：V2O5(s) + 6HCl(aq) = 2VOCl2(s) + Cl2(g)+ 3H2O(l)；H= - a kJmol-1VOCl2(s) +1/2Cl2(g) = VOCl3(l)；H= +b kJmol-1请写出水解法制备V2O5有关反应的热化学方程式：_。2废钒催化剂提取纯净V2O5的一种流程如下所示：(1)废钒催化剂需进行粉碎，目的是 。(2)填写并配平步骤中离子反应方程式： 。(3)根据以下信息，步骤调节pH的合适范围是 。V2O5沉钒率与pH的关系与溶液中有关离子的沉淀的pH范围如下：开始沉淀pH完全沉淀pHFe(OH)26.59.7Fe(OH)32.53.7(4)V2O5和NaOH溶液反应的化学方程式为 。(5)步骤中需加入硫酸的原因是 。(6)焙烧产生的气体用 吸收后，其产物可以在该工艺中循环利用。(7)V2O5可制成某电池的电解液。该电池的总反应为：VO2+ 2H+ V2+V3+ VO2+ H2O，则放电时的负极产物为 。3下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。结合铝生产的流程图回答下列问题：(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的 主要成分是_(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品_(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。(2)在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是_。(3)在冶炼过程中，阳极材料需要定期进行更换，原因是氧化铝溶解并和部分冰晶石发生反应生成Al2OF62-，写出该反应的离子方程式 。若电解的总反应为2Al2O3+3C3CO2+4Al，则阳极的电极反应式为 。(4)冰晶石能在碱性溶液中分解，写出冰晶石与足量NaOH溶液反应生成两种钠盐的化学方程式： 。(5)已知生产1mol铝消耗的电能为1.8x106J，9g铝制饮料罐可回收能量为0.2kJ，则铝制饮料罐的热回收效率=_。(热回收效率=回收能量生产耗能 100%)高三化学培优强化训练8 1(1)3V2O5+ 10Al6V + 5Al2O3 (2)V2O5+ SO32-+ 4H+= 2VO2+ SO42-+ 2H2O(3) 2NA (4)；49:1 (5)过滤；玻璃棒、烧杯、漏斗(6) (7)2VOCl3(l) +3H2O(l)=V2O5(s)+6HCl(aq) ；H= (a-2b) kJmol-12(1)加快反应速率 (2)6VO2+ClO3+6H2O3V2O5+Cl+12H+(3)2.02.5 (4)V2O5+2NaOH2NaVO3+H2O(5)中和过量的NaOH；抑制NH4+的水解，增加NH4+的离子浓度，增加NH4VO3的产量(6)硫酸 (7)V3+3(1)Al2O3；石墨； (2)降低Al2O3的熔点，减少熔融电解质的能耗；(3)Al2