2020届高三化学二轮专题复习化学工艺流程题08

1、2020届届届届届届届届届届届届届届届届届届081 .含钮石煤(含有铁、硅、铝、钙、镁等元素白氧化物)中的钮大部分是以V(ni)和V(iv) 形式存在，由含矶石煤提钮的一种工艺流程如下所示：已知：铜铁试剂能与铜、铁、铝、钛等元素形成不溶于水的配合物。回答下列问题:(1)含矶石煤预制时加入复合添加剂对锂浸出率的影响如图所示，其中最佳复合添 加剂为,最佳添加比例为。(2)下图为“抽滤”实验原理装置图，“抽滤”时抽气泵的作用是 ; “酸 浸渣”经“水洗涤”返回“浸出”的目的是 。第1页，共20页(3)已知酸浸液中V2O2+被H2O2氧化成VO2,其离子方程式为 。“净化除杂”时用铜铁试剂除去所含的

2、Al3+、Fe3+等杂质离子而不通过调节酸浸液pH的原因是(4) “沉钮”的离子反应方程式为 。(5) “煨烧”纯净的沉钮产物过程中，固体残留率与温度变化如图所示。已知 A点 坐标为(260 C,85.47 %),则A点对应物质的化学式为 , B点对应的物质二27袤4为V2O5,则B点坐标为()。【答案】 Na 2cO3/K 2cO3； 1 ： 1；(2)抽走装置中的空气，形成负压，加快过滤速率；提高钮浸出率；(3)V2O4+ + H2G2 = 2VO+ + 2H + ;若调节酸浸液 pH 易生成 Fe(OH)3、Al(OH) 3胶体，胶体会吸附溶液中的钮酸根离子，造成钮损失；(4)NH 4

3、+ VO3 = NH4VO3 J;(5)HVO 3 ； 400 c , 77.78%。【解析】【分析】本题以石煤提钮的一种工艺流程为情景，综合考查了元素化合物、化学实验、反应原理及化学计算等学科内综合知识，掌握好基础知识，并且学会运用分析题目是解题关键。【解答】 据图可知，Na2CC3/K2CO3作复合添加剂时，钮浸出率最高，添加比例为1： 1；故答案为：Na2CC3/K 2CC3； 1： 1;(2)抽滤”是利用抽气泵使吸滤瓶中的压强降低，使过滤速度加快；“酸浸渣”经“水洗涤”返回“浸出”可提高锂元素的浸出率；故答案为：抽走装置中的空气，形成负压，加快过滤速率；提高机浸出率；(3)H2C2作氧

4、化剂，。元素被还原为-2价，根据原子守恒、电荷守恒即可书写离子方程式：V2C2+ + H2C2 = 2VO+ + 2H+ ;若调节酸浸液 pH 易生成 Fe(CH)3、Al(CH) 3胶体，胶体会吸附溶液中的钮酸根离子，造成钮损失；第2页，共20页故答案为：V2O4+H2O2 =2VO2+2H+ ;若调节酸浸液pH易生成Fe(OH)3、Al(OH) 3胶体，胶体会吸附溶液中的钮酸根离子，造成钮损失；(4)根据生产流程图可知，“含锂净化液”中的VO3与钱盐中NH；结合生成NH4V03沉淀,离子反应方程式为NH+ + VO3 = NH4V03故答案为：NH+ + VO3 = NH4V03(5)26

5、0 °C时若分解生成HVO3和NH3则剩余固体质量与初始固体质量的百分比为100X100% =85.47%,所以A点(260 C)对应物质的化学式为 HVO3 ； B点对应的物质为V2O5 ,根据质量变化特点，可以得出剩余固体质量与初始固体质量的百分比为182 X1一 _ 181_z x100% = 77.78%,贝u B 点坐标为(400 C , 77.78%)。故答案为：HVO3； 400C , 77.78%。2 .从接触法制硫酸的废催化剂中回收V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钮催化剂的主要成分为:物质V2O5VOSQK2SO4Si02Fe2O3AI2O3质量分数/

6、%2.2 2.92.8 3.122 2860 6512< 1一种废钮催化剂回收工艺路线流程如下:IbS04 KCIO. KOH淋洗液 NIhClI I ； i l i 1一W卜南叶柢洞T 离子交换奥5催化剂,i j 11 -jj段渣I愎渣工 K。、K二SUj KUH法/“酸浸”时为了提高锂元素的浸出率，可以采取的措施是“酸浸”时可以得到 V0?和V02+, “氧化”时V02+转化为V0?的离子方程式 为。“调pH”后钮以V4O?2形式存在于溶液中。“废渣 2”所含成分的化学式 为。禺j! J提"离子交换"和"洗脱"的过程可表本为：4R0H + V4

7、0彳2',:钓一, R4V4O12 +40H- (ROH为某种碱性阴离子交换树脂 )。流程中进行“离子交换”和“洗脱”的 目的是。“沉钮”时得到偏钮酸钱 (NH 4V03)沉淀。检验偏钮酸钱沉淀是否洗涤干净的方法是 。“煨烧”中发生反应的化学方程式为 。【答案】(1)升高温度或者适当增大硫酸的浓度或者将废钮催化剂进一步粉碎(合理即可)(2)6VO 2+ + CIO3 + 3H2。= 6VO+ + Cl- + 6H+(3)Fe(OH) 3、Al(OH) 3(4)将钮元素富集，除去杂质离子(5)取最后一次洗涤滤液，加入硝酸酸化的硝酸银，若无现象则证明沉淀已经洗涤干净；2NH 4V03 =为

8、2O5 + H2O T+2NH 3 T【解析】【分析】本题考查了工业l流程分析，整体难度中等，掌握流程中各步骤的原理、离子(化学)方程式的书写规律、化学反应速率的影响因素、离子检验等知识是解答本题的关键。【解答】(1) “酸浸”时升高温度或者适当增大硫酸的浓度或者将废钮催化剂进一步粉碎等操作 均能提高锂元素的浸出率，故答案为：升高温度或者适当增大硫酸的浓度或者将废钮催 化剂进一步粉碎(合理即可)；(2)加入KCIO3,将V。2+转化为VO0的离子方程式为6VO2+ + CIO3 + 3H2。= 6V。2 +Cl- + 6H+,故答案为：6VO2+ + CIO3 + 3H2。= 6VO+ + C

9、l- + 6H+； 加入KOH调pH,可将Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH) 3沉淀除去，“废渣 2” 所含成分为 Fe(OH)3、Al(OH) 3,故答案为：Fe(OH)3、Al(OH) 3 ；(4)由4ROH + V4O|2， R4 V4。12 + 4OH-可知， 离子交换 和 洗脱 的目的是将锂元素富集，除去杂质离子，故答案为：将机元素富集，除去杂质离子；(5)滤液中含有氯离子，向最后一次洗涤液中加入硝酸银(酸化)，若未洗涤干净，则会有白色沉淀生成，故答案为：取最后一次洗涤滤液，加入硝酸酸化的硝酸银，若无现象则证明沉淀已经洗涤干净；“煨烧”中发生反应：2NH4V。3驾

10、?V2O5+ H2。T+2NH 3 T ,故答案为：2NH4V。3皇道?V2O5 + H2O T+2NH 3 T 。3.五氧化二钮(V2O5,摩尔质量为182 g mol -1 )可作化学工业中的催化剂，广泛用于 冶金、化工等行业。V2O5是一种橙黄色片状晶体，微溶于水，不溶于乙醇，具有强 氧化性，属于两性氧化物。某研究小组将从某粗锐(主要含有V2O5,还有少量Al2O3、 Fe2O3)中提取V2O5。实验方案设计如下：已知：NH4V。3是白色粉末，微溶于冷水，可溶于热水，不溶于乙醇、醛。C D请回答：。(填编(1)第步操作的实验装置如图所示，虚线框中最为合适的仪器是号)(2)调节pH为88.

11、5的目的(3)第步洗涤操作时，如何检验已经洗涤干净?。(4)第步操作时，需在流动空气中灼烧的可能原因(5)硫酸工业中，SQ转化为SO3的催化剂就选用V2O5，催化过程经两步完成，将其 补充完整：(用化学方程式表示)，4VO2 +O2 = 2V2O5。(6)将0.253 g产品溶于强碱溶液中， 加热煮沸，调节pH为88.5,向反应后的溶液 中加入硫酸酸化的 KI溶液(过量)，溶液中含有V3+,滴加指示剂，用0.250 mol L-1 Na2s2O3溶液滴定，达到终点消耗 Na2s2。3标准溶液20.00 mL,则该产品的纯度 为。(已知：I2 + 2Na2s2O3 = Na2S4O6 + 2Na

12、I)【答案】(1)B(2)让AlO2转化为Al(OH) 3沉淀，避免VO3的沉淀(3)取最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有沉淀产生，则已 经洗涤干净(4)若空气不流通，由于 V2O5具有强氧化性，会与还原性的NH3反应，从而影响产物的纯度及产率(5)SO2 + V2O5 = 2VO2 + SO3(6)89.9 %【解析】【分析】 本题考查流程图的分析，实验方案的设计和评价，化学方程式的书写，中和滴定原理的 应用，化学计算等，掌握流程中每一步的变化是解题关键，难点是纯度的计算，难度中 等。【解答】粗锐(主要含有V2O5,还有少量A2O3、Fe2O3)加入氢氧化钠溶液煮沸，氧

13、化铁为碱性氧 化物，不与NaOH发生反应，V2O5、AI2O3属于两性氧化物，能与 NaOH发生反应生成 NaAlO2、WVO3；然后调节pH为88.5让AlO2转化为Al(OH) 3沉淀，避免VO3的沉淀, 过滤得到的滤液1为NaVO3溶液；滤液1中加入饱和氯化钱溶液抽滤得到 NH 4V03晶体， 在流动空气中灼烧洗涤后的 NH4V。3,发生反应2NH4V03皂V2O5 + 2NH3 T+H 2。得至UV2O5,(1)第步操作的实验装置如图所示，是向三颈烧瓶中滴加NaOH,为了能够使NaOH溶液顺利滴下，需要有连通装置，故B装置合适；故答案为：B ；(2)调节pH为88.5的目的是：让AIO

14、2转化为Al(OH) 3沉淀，避免VO3的沉淀；故答案为：让AIO2转化为Al(OH) 3沉淀，避免VO3的沉淀；(3)第步洗涤操作时，取最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有沉淀产生，则已经洗涤干净，故答案为：取最后一次洗涤液于试管中，滴加硝酸酸化的硝酸银溶液， 若没有沉淀产生，则已经洗涤干净；(4)第步操作时，需在流动空气中灼烧的可能原因为：若空气不流通，由于V2O5具有强氧化性，会与还原性的 NH3反应，从而影响产物的纯度及产率；故答案为：若空气不流通，由于 V2O5具有强氧化性，会与还原性的 NH3反应，从而影响 产物的纯度及产率；(5)硫酸工业中，SQ转化为SO3的

15、催化剂就选用V2O5,催化过程经两步完成，将其补充完整为：SO2 + V2O5 = 2VO2 + SC3, 4VO2 + O2 = 2V2O5；故答案为：SO2 + V2O5 = 2VO2 + SQ；(6)将0.253g产品溶于强碱溶液中，加热煮沸，调节pH为88.5,向反应后的溶液中加入硫酸酸化的KI溶液(过量)，溶液中含有V3+ ,滴加指示剂，用0.250 mol L-1 Na2s2O3溶液滴定，达到终点消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL,根据有关化学方程式的关系式为：V2O5及v3+交I2yNa2s2O31mol4moln(V2O5)0.250 mol L-1 X0.02L =

16、0.005mol解得 n(V2O5) = 0.00125mol ,则该产品的纯度为 0.00125 3a 182g/m。X100% =89.9%；0.253g/故答案为：89.9%。4 .随着材料科学的发展，金属锂及其化合物得到了越来越广泛的应用.为回收利用含钮催化剂(含有V2O5、VOSQ及不溶性残渣)，科研人员最新研制了一种用离子变换 法回收钮的新工艺，回收率达到 91.7% .部分含钮物质在水中的溶解性如下表所示：物质VCSC4V2O5NH4V。3(VO2)2SC4溶解性可溶难溶难溶易溶该工艺的主要流程如图所示:T建金T制乜gm志荆T.中知长一.卜月。0再,低运F臀I小岫喜焉国人蔚涛小的

17、皿原籍厘后 计出冉请问答下列问题：(1)工业上由V2O5冶炼金属锂常用铝热剂法，其化学方程式可表示为 用铝热剂法从下列各金属氧化物中冶炼出各1mol对应的金属，耗铝粉的质量最多的是(填序号)a.Fe3O4b.Ni2O3C.V2O5d. MnO2(2)反应的化学方程式为 (3)若反萃取使用硫酸用量过大，进一步处理会增加 (填化学式)的用量，造 成成本增大.(4)反应的化学方程式为：KCIO3+ 6VOSO4+ 3H2。= 3(VO2)2SO4 + KCl +3H2SQ,若反应 用的还原剂与反应 用的氧化剂的物质的量之比为12： 7,则废钮催化剂中VOSQ和V2O5的物质的量之比为 .(5)该工艺

18、反应 的沉淀率(又称沉钮率)是回收钮的关键之一，写出该步发生反应 的离子方程式(6)用已知浓度的酸化的H2c2。4溶液滴定(VO2)2SO4溶液，以测定反应 后溶液中 的含锂量，已知该反应的还原产物为 VO2+ ,氧化产物为CO2,则该反应的离子方程 式为. 锂电池是以溶于一定浓度硫酸溶液中不同价态的锂离子(V2+、V3+、VO2+、VO+ )为正极和负极反应的活性物质，电极均为钳棒，电池总反应为：VO2+ + V3+ + H2。充电;V2+ + VO+ + 2H +置或2放电时的正极反应为充电时的阴极反应为.【答案】(1)3V2O5+ 10Al - 6V + 5Al2O3 c (2) V2O

19、5 + Na2SO3 + 2H2SC4 =2VOSO4 + Na2SC4 + 2H2C (3)NH 3 ?H2。(4) 3: 2 (5) NH+ + VC3 =NH4VC3 J (6)2VC + + H2c2C4 + 2H+ = 2VC2+ + 2CC2 T+2H 2。 VC+ + 2H+ +e- = VC2+ + H2C V3+ + e- = V2+【解析】【分析】本题比较综合，涉及氧化还原、离子反应方程式书写、化学反应的计算等，把握习题中的信息及发生的化学反应为解答的关键，注意图象及数据的分析与利用，较好的考查学生分析问题、解决问题的能力，题目难度较大。【解答】废钮催化剂粉碎、水浸，将溶解

20、性物质溶于水，然后过滤得到滤渣和滤液，根据溶解性表知，滤液中含有VOSO4,滤渣中含有V2O5等不溶性杂质，向滤渣中加入亚硫酸钠和稀硫酸，亚硫酸钠具有还原性，能将 V2O5还原为vosq,然后过滤得到滤渣和滤液，将两部分滤液混合并加入氯酸钾，氯酸钾具有氧化性，能将VOSQ氧化为(VO2)2SO4,调节溶液pH为8且采用离子交换方法得到 VO3 ,向溶液中加入氯化钱，得到难溶性的NH4VO3 ,焙烧NH4 VO3得至U V2O5。(1)铝与五氧化二钮反应生成锂与氧化铝,福温？反应方程式为 3V2O5+ 10Al1l6V+ 5AI2O3,用铝热剂法从下列各金属氧化物中冶炼出各1mol对应的金属，依

21、据电子守恒可知,a.3Fe3O4 + 8Al 9Fe + 4AI2O3,生成ImolFe,电子转移 : X3mol = | mol ;93第21页，共20页b. Ni2O3 + 2Al 2Ni + Al2O3,生成 1molNi ,电子转移为 3mol ;c. 3V2O5+ 10Al6V + 5Al2O3,生成 1molV 电子转移为 £ x 3mol = 5mol ；d.3MnO2+ 4Al 3Mn + 2Al2O3,生成 1molMn 电子转移为 4 x 3mol = 4mol ;c电子转移最多耗铝粉的质量最多，故答案为：3V2O5+ 10Al 圆还 6V + 5Al2O3, c

22、；(2)加入硫酸和亚硫酸钠，目的是利用氧化还原反应，用亚硫酸钠还原V2O5，将V2O5转化为可溶性的VOSO4,反应的化学方程式为 V2O5 + Na2sO3+ 2H2so4 = 2VOSO4 +Na2SO4 + 2H 2O,故答案为：V2O5+ Na2SO3 + 2H2SO4 = 2VOSO4 + W2SO4+ 2H2O;(3)反萃取使用的硫酸用量过大，就需要用碱来中和，据流程图可知，若反萃取使用硫酸用量过大，进一步处理会增加NH3?H2O的用量，造成成本增大，故答案为：NH3?H2。；(4)假设两步所用试剂Na2SO3与KClO3的物质的量为12mol： 7mol ,分别据两个方程式：Na

23、2SO3 + V2O5+ 2H2SO4 = 2VOSO4 + Na2SO4 + 2H2O; KCKO3 + 6VOSO4 + 3H2。= 3(VO2)2SO4 + KCl+ 3H2SO7mol 42mol12mol 12mol24mol该催化剂中VOSQ的物质的量为42mol - 24mol = 18mol，因此该催化剂中VOS5、V2O5 的物质的量之比为 18mol: 12mol = 3: 2故答案为：3: 2;(5)该工艺中反应的沉淀率(又称沉钮率)是回收钮的关键之一，俊根离子和 VO3反应 生成难溶性的NH4V。3,根据NH4VO3难溶于水，利用复分解反应沉淀 VO3,离子方程式 为：

24、NH+ + VO3 = NH4VO3 故答案为:NH+ + VO3 = NH4VO3上(6)测定反应 溶液中锂的含量，可用已知浓度的酸化 H2c2。4溶液滴定(VO2)2SO4溶液， 主要产物为CO2和VOSO4,根据化合价升降，写出离子方程为 2VO2 + H2c2O4+ 2H+ =2VO2+ + 2CO2 T+2H 2O,故答案：2VO+ + H2c2O4+ 2H+ = 2VO2+ + 2CO2 T+2H 2。；(7)正极反应是还原反应，由电池总反应可知放电时的正极反应为VO+ + 2H+ + e- =VO2+ + H2O;充电时，阴极反应为还原反应，故为 V3+得电子生成V2+的反应，电

25、极反 应为 V3+ + e- = V2+ ,故答案为：VO+2H+ + e-=VO2+H2O;V3+ e- =V2+。含有V2O5、5 .金属锂及其化合物有着广泛的应用，现有如下回收利用含锂催化剂VOSQ (强电解质)及不溶性残渣的工艺的主要流程：部分含钮物质在水中的溶解性如表所示:物质VOSO4V2O5NH4 V。3(VO2)2SO4HVO3溶解性可溶难溶难溶易溶难溶请回答下列问题：(1)工业上常用铝热反应由V2O5冶炼金属锂，化学方程式为 .(2)反应、中，发生氧化还原反应的是 (填序号)，写出反应 的离子方程式 操彳1、操作2用到的玻璃仪器是 .2是反应温度与沉钮率(3)反应的沉淀率(又

26、称沉钮率)是回收钮的关键之一，图 的关系图，则控制温度的方法是 .(4)反应在焙烧过程中随温度的升高发生了两步反应.已知234gNH 4V。3固体质量的减少值4W随温度(T)变化的曲线如图3.试写出300c350c时反应的化学方 程式.(5)全锂电池的电解质溶液为 VOSO4溶液，电池的工作原理为 VO+ + V2+ + 2H + 威电VO2+ + H2O+ V3+ .电池充电时阳极的电极反应式为 .充电福温？【答案】3V2O5+ 10A1 丁 5Al2O3+ 6V V2O5 + SO3 + 4H = 2VO2+ +SO2- + 2H2O 烧杯、玻璃棒、漏斗将反应容器置于80 c的水浴?300

27、°C-350 °C?中2HVO3?V2O5 +H2OVO2+H2O-e-=VO+ + 2H +【解析】 解：(1)工业由V2O5冶炼金属锂常用铝热剂法，铝和五氧化二钮在高温下发生 置换反应生成 V,根据反应物、生成物及反应条件知，该反应方程式为3V2O5 +?高温？ -_10Al 5Al 2 O3 + 6V，?高温？故答案为：3V2O5+ 10Al 1r 5AI2O3 + 6V；(2)反应、中，反应 是向滤渣中加入亚硫酸钠和稀硫酸，亚硫酸钠具 有还原性，能将V2O5还原为VOSQ,反应发生氧化还原反应的是将两部分滤液混合并 加入氯酸钾，氯酸钾具有氧化性，能将VOSO4氧化为

28、(VO2)2SC4，为氧化还原反应，反应调节溶液pH为8且采用离子交换方法得到 VO3,向溶液中加入氯化钱，得到难溶 性的NH4 VO3,属于复分解反应，反应 是焙烧NH 4Vo3得到V2O5，元素化合价未变不 是氧化还原反应，氧化还原反应为 ，反应的离子方程式为：V2O5 + SO3- + 4H+ = 2VO2+ + SO2- + 2H2O,操作1、操作2是过滤操作，用到的玻璃仪器是：烧杯、玻璃 棒、漏斗，故答案为：；V2O5+ SO2- + 4H+ = 2VO2+ + SO4- + 2H2。；烧杯、玻璃棒、漏斗； (3)该工艺中反应的沉淀率(又称沉钮率)是回收钮的关键之一，俊根离子和VO3

29、反应生成难溶性的NH4V。3,离子方程式为NH+ + VO3 = NH4V。3根据图知，在80 c时沉降率最大，控制温度的方法是：将反应容器置于80C的水浴中，故答案为：将反应容器置于 80 C的水浴中；(4)根据NH4V。3在焙烧变化的图象可知：2NH4V。3 = V2O5+ 2NH3 T+H 2。234g34g18g减少值开始为017g,曲线到200c时(约为16.0g)曲线开始平直；至U约为 300c时又开始减少(H2O的质量)，到350 c时减少24g时就不再变化，所以 NH4V。3在焙烧过程中200 c时左右先失去氨生成 HVO3； HVO3在300350c再失去水生成V2O5,反应

30、的化学、?300C-350 C?方程式为：2HVO3?V2O5 + H2O，?300°C-350 °C?故答案为：2HVO 3 ? V2O5 + H2O(5)全矶液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为 VO+ + V2+ + 2H +放电一VO2+ H2O+ V3+ .电池充电时阳极上VO2+失电子发生氧化反应，电极反应式为VO2+ + H2O- e- = VO+ + 2H+ ,故答案为：VO2+ + H2O- e- = VO+ + 2H+ .废钮催化剂粉碎、水浸，将溶解性物质溶于水，然后过滤得到滤渣和滤液，根据溶解性表知，滤液中含有VOSO4,滤渣中含有V

31、2O5等不溶性杂质，向滤渣中加入亚硫酸钠和稀硫酸，亚硫酸钠具有还原性，能将 V2O5还原为VOSQ,然后过滤得到滤渣和滤液，将两部分滤液混合并加入氯酸钾，氯酸钾具有氧化性，能将VOSQ氧化为(VO2)2SC4,调节溶液pH为8且采用离子交换方法得到 VO3 ,向溶液中加入氯化钱，得到难溶性的NH4VO3 , 焙烧NH4 VO3得至U V2O5,(1)工业由V2O5冶炼金属锂常用铝热剂法，铝和五氧化二钮在高温下发生置换反应生成V ,根据反应物、生成物及反应条件书写方程式；(2)反应过程中元素化合价变化的为氧化还原反应，反应发生的反应是亚硫酸钠具有还原性，能将V2O5还原为VOSO4,操作1、操作

32、2是过滤操作，据此判断用到的玻璃仪 器；(3)该工艺中反应的沉淀率(又称沉钮率)是回收钮的关键之一，俊根离子和VO3反应生成难溶性的NH4Vo3,根据图知，在80c时沉降率最，图象可知沉钮率在 80°最高； (4)NH 4Vo3在焙烧变化的图象和质量变化分析判断，根据NH4Vo3在焙烧变化的图象可知：2NH4V。3 = V2O5+ 2NH3 T+H 2。234g34g18g减少值开始为017g,曲线到200c时(约为16.0g)曲线开始平直；至U约为 300c时又开 始减少(H2O的质量)，到350 c时减少24g时就不再变化；(5)电池充电时阳极上VO2+失电子发生氧化反应；本题考

33、查物质的分离和提纯，为高频考点，侧重考查氧化还原反应、离子反应方程式的 书写、原电池和电解池原理等知识点，明确反应原理是解本题关键，知道流程图中发生 的反应及实验基本操作，难点是电极反应式的书写，题目难度中等.6.偏钮酸钱(NH4V。3)主要用作催化剂、催干剂、媒染剂等。用沉淀法除去工业级偏 钮酸钱中的杂质硅、磷的流程如下：山。H静灌 曲段M朋0.溶灌"匕仃溶液工业级NILVd 喊解 j psjpHTO4除s'p 一 过浦 _汉阪 一NFfi漉清(1)碱溶时，下列措施有利于 NH3逸出的是 (填字母序号)°a.升高温度b.增大压强c.增大NaOH溶液的浓度(2)滤渣

34、的主要成分为 Mg3(PO4)2、MgSiO3,已知 Ksp(MgSiO3) = 2.4 X10-5 ,若 滤液中 c(SiO?3- ) = 0.08 mol L-1 ,则 c(Mg 2+) =。由图可知，加入一定量的MgSO4溶液作沉淀剂时，随着温度的升高，除磷率下降， 其原因是温度升高，Mg3(PO4)2溶解度增大和促进 Mg2+水解生成Mg(OH) 2；但随着 温度的升高，除硅率升高，其原因是 (用离子方程式表示)。除胸辞率熟除曲率e防碎率(3)沉钮时，反应温度需控制在 50 C,在实验室可采取的加热方式为(4)探究NH4C1的浓度对沉钮率的影响， 设计实验步骤(常见试剂任选)：取两份1

35、0 mL 一定浓度的滤液 A和B ,分别加入1 mL和10 mL的1 mol L-1 NH4cl溶液，再向 A 中加入9 mL蒸储水，控制两份溶液的温度均为 50 C、pH均为8,由专用仪器测定 沉钮率，加入蒸储水的目的是 (5)偏钮酸俊本身在水中的溶解度不大，但在草酸(H 2 c2。4)溶液中因发生氧化还原反应而溶解，同时生成络合物(NH4)2(VO)2(C2O4)3,该反应的化学方程式为【答案】(1)ac ;(2)3 X 10-4 mol L-1; SiO?- + 2H2O三 H2SO3 J+2OH-?(或SiO?- + 3H2。= H4SO J+2OH-);(3)水浴加热；(4)使两份溶

36、液总体积相等，确保其他条件相同，而NH4CI的浓度不同；(5) 2NH4VO3 + 4H2C2O4 = (NH4)2(VO) 2(C2O4)3 + 2CO2 T+4H 2O。 【解析】【分析】本题考查了物质的制备，涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与 理解、溶度积的计算、实验设计等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基 础与灵活运用能力，题目难度中等。【解答】(1)根据气体在水中溶解度的影响因素可知，升温、减压都可以减小气体的溶解度，故a正确，b错误，由于氨气在水中形成一水合氨能电离出氢氧根离子，根据平衡移动原理，增加氢氧根浓度可以减小氨气的溶解度，故c正确；故答案为

37、：ac；(2)已知 Ksp(MgSiO3) = c(Mg 2+)c(SiO3- ) = 2.4 X10-5 , c(SiO2- ) = 0.08mol/L ,则 c(Mg 2+) = 24008> mol/L = 3 X10-4 mol/L ;故答案为：3 X10-4 mol ?L-1 ;根据影响盐类水解的因素可知，升高温度水解程度增大，镁离子、硅酸根离子都是易水解的离子，所以升温促进 Mg2+水解生成Mg(OH) 2,使硅酸根水解生成硅酸沉淀除去，反应的离子方程式为 SiO2- + 2H2O= H2SiO3 J+2OH -(或Sio3- + 3H2O=H4SQ4 J+20H - );故

38、答案为:SiO3- + 2H20= H2SO J+20H -(或SiO3- + 3H20= H4SO J+20H - );(3)沉钮时，反应温度需控制在 50 C,可采用水浴加热; 故答案为：水浴加热；(4)探究NH4Cl的浓度对沉钮率的影响，根据控制变量法，两溶液的体积必须相等，所以 要向A中加入9 mL蒸储水；故答案为：使两份溶液总体积相等，确保其他条件相同，而NH4C1的浓度不同；(5)偏钮酸钱与草酸反应生成 (NH 4)2(VO) 2(C2O4)3 , V元素化合价降低，则碳元素化合价升高有二氧化碳生成，则化学方程为：2NH4 VO3 + 4H2c2O4 =(NH 4)2(VO) 2(

39、C2O4)3 + 2CO2 T+4H 2O,故答案为：2NH4VO3+ 4H2C2O4 = (NH4)2(VO)2(C2O4)3 + 2CO2 T+4H 2O。7.为回收利用废钮催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣)，科研人员最新研制了一 种离子交换法回收钮的新工艺，主要流程如下：废以催化剂粉缸水浸门谩!过海找液涯液离子交换施pH为*部分含钮物质在水中的溶解性如下:;物质1VQ(MOJS。上,溶施性珅溶难溶易落回答下列问题:(1)工业上由V2O5冶炼金属锂常用铝热法，该反应的化学方程式为(2)为了提高锂的浸出率，用酸浸使催化剂中的V2O5转变成可溶于水的VOSO4,与水浸液合并，再用

40、KC1O3氧化，使+4价的V氧化成易溶 于水的(VO2)2SO4o反应的离子方程式为 (3)该工艺中反应的沉淀率是回收钮的关键之一，该步反应的离子方程式为(4)实验室用的原料中V2O5占6%(原料中的所有钮已换算成 V2O5)。取100g该废钮 催化剂按工业生产的步骤进行实验，当加入100 mL 0.1 mol L-1的KC1O3溶液时，溶液中的钮恰好被完全处理 (KClO3的还原产物是KCl),假设以后各步倒没有损失， 则该实验中钮的回收率是 (已知V2O5的相对分子质量为182)。(5)全锂液储能电池是利用不同价态的离子对之间的氧化还原反应来实现化学能和 电能相互转化的装置，其原理如下图所

41、示。已知电池的总反应式为 VO+ + V2+ + 2H +小l!交电VO2+ + V3+ + h2o放电时的正极反应式为 。放电过程中氢离子的作用是 ,充电时若转移的电子为2mol,则左槽溶液中n(H +)的变化量为 【答案】(1)31" + 104/鲤阳+；(2)V2O5+ SO2 + 4H+ = 2VO2+ + SO4- + 2H2O;(3)NH 4 + VO3 = NH4VO3 J；(4)91% ;(5) VO2 + 2H+ + e- = VO2+ + H2O；参与正极反应和通过交换膜定向移动使电流通过溶液；2mol。【解析】【分析】本题考查物质的分离和提纯，为高频考点，侧重考

42、查氧化还原反应、离子反应方程式的书写、原电池和电解池原理等知识点，明确反应原理是解本题关键，知道流程图中发生的反应及实验基本操作，难点是电极反应式的书写，题目难度较大。【解答】废钮催化剂粉碎、水浸，将溶解性物质溶于水，然后过滤得到滤渣和滤液，根据溶解性表知，滤液中含有VOSQ,滤渣中含有V2O5等不溶性杂质，向滤渣中加入亚硫酸钠和稀硫酸，亚硫酸钠具有还原性，能将 V2O5还原为VOSQ,然后过滤得到滤渣和滤液，将两部分滤液混合并加入氯酸钾，氯酸钾具有氧化性，能将 VOSQ氧化为(vo2)2sO4，调节溶液pH为8且采用离子交换方法得到 VO3 ,向溶液中加入氯化钱，得到难溶性的NH4Vo3 ,

43、 焙烧 NH4 VO3得至ij V2O5。(1)工业由V2O5冶炼金属锂常用铝热剂法，铝和五氧化二钮在高温下发生置换反应生成V ,该反应方程式为3% + 1口翱或 +54热；(2)亚硫酸钠具有还原性，能将 V2O5还原为VOSQ,反应的离子方程式为V2O5 +SO3- + 4H+ = 2VO2+ + SO4- + 2H2O； 该工艺中反应 俊根离子和VO3反应生成难溶性的NH4Vo3，离子方程式为NH+ +VO3 = NH4VO3 J；(4)氯酸钾将VOSQ氧化为(VO2)2SQ, KCIO3的还原产物是 KCl,据电子守恒n(VOSO4)X (5 - 4) = 0.1 mol L-1 X0.

44、1L X 5 - (-1) , n(VOSO4)= 0.06mol ,据 V 原1子守恒 n(V2O5)= 2X0.06mol = 0.03mol ,该实验中钮的回收率是0.03mol x 182g/mol100gx 6%X100% = 91 % ;:'i |i(5)电池的总反应式为VO+ +V2+2H + i= VO2+V3+H2O,放电时VO+得电子无电被还原生成VO2+ ,正极反应式为VO+ + 2H+ + e- = VO2+ +出。；放电过程中氢离子的作用是参与正极反应和通过交换膜定向移动使电流通过溶液；电池充电时阳极上 VO2+失电子发生氧化反应，电极反应式为VO2+ + H

45、2O- e- = VO2 +2H+,充电时若转移的电子为2mol,据电荷守恒，则左槽溶液中n(H + )的变化量等于转移电子的物质的量为 2mol。8.金属钮主要用于冶炼特种钢和在化学工业、炼油工业中作催化剂，被誉为“合金的维生素”。回收利用废钮催化剂(主要成分为V2O5、VOSC4和二氧化硅)的工艺流程如下图所示。HQ天水H声0#废钢催化剂一.粉碎T水温4过滤|_酸泣.过活|-滤渣|逑液人滤.v2o烧沉卜】化卜1 赢r-很水泄pHKC10"(1)粉碎的作用是 ,滤渣可用于 (填用途)。(2)25 0寸，取样进行实验分析，彳#到引沉淀率和溶液pH之间的关系如下表所示:PH1.31.4

46、1.51.61.71.81.92.02.1帆沉淀率/%88.194.896.59899.899.896.493.089.3根据上表数据判断，加入氨水调节溶液pH的最佳选择为 ;上述过滤操作过程中所需用到的玻璃仪器有 。(3)为了提高锂的浸出率，用酸浸使废钮催化剂中的 V2O5转变成可溶于水的VOSQ,酸浸过程中还原产物和氧化产物的物质的量之比为 。(4)完成并配平氧化过程中的离子方程式：ClO3 +VO2+ +=VO3+ +Cl- +o(5)废钮催化剂中V2O5的质量分数为6% (原料中的所有钮已换算成 V2O5)。取100g 此废钮催化剂按上述流程进行实验，当加入 105mL0.1mol L

47、-1的2103溶液时，溶 液中的钮恰好被完全处理，假设以后各步倒没有损失，则该工业生产中锐的回收率是 O【答案】(1)提高VOSO4(可溶性锂化合物)的浸出率；制作光导纤维、建筑材料等(2)1.71.8(或1.7或1.8);漏斗、烧杯、玻璃棒(3)2 ： 1(4)1 ; 6; 6H+ ； 6； 1； 3H2。(5)95.55 %【解析】【分析】本题旨在考查学生对物质分离和提纯方法、离子方程式的计算、氧化还原反应的配平等应用。(1)根据题意，粉碎的作用是：提高VOSO4 (可溶性锂化合物)的浸出率；滤渣的成分为二 氧化硅，其用途为制作光导纤维、建筑材料等；故答案为：提高VOSQ(可溶性锂化合物)

48、的浸出率；制作光导纤维、建筑材料等；(2)根据图示可知pH在1.71.8(或1.7或1.8)钮的沉淀率最高，过滤操作用到的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒；故答案为：1.71.8(或1.7或1.8)；漏斗、烧杯、玻璃棒； 根据题意，该反应的离子方程式为：V2O5+ SO3- + 4H+ = 2VO2+ + SO2- + 2H2O;故VO2+为还原产物，SO2-为氧化产物，二者的物质的量之比为：2: 1 ;故答案为：2: 1 ;(4)氯元素从+5价降低到-1价，得到6个电子，V元素从+4价升高到+5价，失去1个 电子，故电子转移数为 6,根据电荷守恒、原子守恒，其离子方程式为：ClO3 + 6VO

49、2+ + 6H+ = 6VO3+ + Cl- + 3H2O；故答案为：1；6 ；6H+;6; 1 ； 3H2O；由(2)中反应的方程式 V2O5+ SO3- + 4H+ = 2VO2+ + SO2- + 2H2O, CIO3 + 6VO2+ +3H 2O= 6VO+ + 6H+ + Cl- ,可得关系式：3V2O5 6VO2+ClO3 ,则 n(V2O5)=3n(ClO3)= 3n(KClO 3) = 3 X0.105L X0.1mol ?L-1 = 0.0315mol ,100g 此废钮催化剂含6m(V205) = 100g X6% = 6g, n(V2O5)=该mol ,钮的回收率为：0.

50、0315mol +6 mol X100% = 95.55% ,182'故答案为：95.55% 。9.五氧化二锂广泛应用于冶金、 化工等行业。从含锂废料(含有WO5、&O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3)中回收V2O5的工艺流程如下所示。燃烧(隔绝空气)请回答下列问题:(1) “焙烧”过程中，通入空气的目的是 (2)滤渣1的主要成分为 (填化学式)。pH的变常温下，Al(OH) 3、Fe(OH)3饱和溶液中金属离子的浓度c(M 3+)与溶液该温度下，KspFe(OH) 3(填“> ”或 “ <")KspAl(OH) 3。当调pH = 4时，溶液中Al3+

51、是否沉淀完全？(填写“是”或“否”)。(已 知：溶液中离子浓度小于等于10-5 mol L-1时，认为该离子沉淀完全)(4) “煨烧”时，发生反应的化学方程式为 。加电某锂电池的总反应式为I"* +厂计4 W+ "户。杷电放电时，负极的电极反应式为 。用该电池在铁制品上镀铜时，铁制品应与电池的 (填“正极”或“负极”)相连。若开始时两电极质量相等，电镀一段时间后，测得两电极的质量之差为128g,则该过程中转移电子的物质的量为 mol。【答案】(1)将+4价锂氧化为+5价引；(2)H 2SQ3； < ；否；n+ 2ih T ；V 2+ - e- = V3+ ;负极；2【

52、解析】【分析】本题综合考查物质的分类与提纯的综合运用，涉及化学方程式的书写、原电池、电解池工作原理，为高考的高频考点，很好的考查了学生的综合分析、理解、应用能力，能够理清流程的变化是解题关键，难度中等。【解答】废料中含V2O4,制备V2O5,则“焙烧”过程中，通入空气的目的是：将+4价锂氧化为+5价引；故答案为：将+4价锂氧化为+5价引；(2)焙烧时，Z碱可与SiO2发生反应，生成硅酸钠和 CQ,加入盐酸后产生硅酸沉淀，则滤渣1的主要成分为： “SiO3；故答案为：H2SQ3；(3)从图中可知，该温度下，当 Al3+浓度等于Fe3+时，Fe(OH)3的pH小，H+浓度大, 则 OH-的浓度小，故 K?pFe(OH) 3 < KspAl(OH) 3;故答案为：< ;当调pH =4时，溶液中Al3+浓度为1 X10-3mol.匚1> 10-5 molL