解答题-工业流程题 适中0.65 引用1 组卷271
含钒化合物广泛用于冶金、化工行业。由富钒废渣(含V2O3、V2O4和Na2O∙Al2O3∙4SiO2、FeO)制备V2O5的一种流程如下：
查阅资料：
部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式如下，
本工艺中，生成氢氧化物沉淀的pH如下：
回答下列问题：
(1)“焙烧”中，将“研磨”所得粉末与O2逆流混合的目的为____ ；所生成的气体A可在_____ 工序中再利用。
(2)“酸浸”V元素发生的离子反应方程式_______ 。
(3)滤渣2含有的物质为_______ 。
(4)“转化II”需要调整pH范围为____ ，“转化III”中含钒物质反应的离子方程式为____ 。
(5)“沉钒”中加入过量NH4Cl有利于晶体析出，其原因为_______ 。
查阅资料：
部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式如下，
| pH | ＜1 | 1~4 | 4~6 | 6-8.5 | 8.5~13 | >13 |
| 主要形式 |  | V2O5 | 多矾酸根 |  | 多矾酸根 |  |
| 备注 | 多矾酸盐在水中溶解度较小 | |||||
本工艺中，生成氢氧化物沉淀的pH如下：
| 物质 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 |
| 开始沉淀pH | 7.0 | 1.9 | 3.2 |
| 沉淀完全pH | 9.0 | 3.2 | 4.7 |
回答下列问题：
(1)“焙烧”中，将“研磨”所得粉末与O2逆流混合的目的为
(2)“酸浸”V元素发生的离子反应方程式
(3)滤渣2含有的物质为
(4)“转化II”需要调整pH范围为
(5)“沉钒”中加入过量NH4Cl有利于晶体析出，其原因为
22-23高三上·山东济南·阶段练习
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含钒化合物广泛用于钢铁行业、化工行业和催化剂等领域。由富钒废渣(含
、
和
、
)制备
的一种流程如图：
化学学习小组查阅资料：部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式如下：
本工艺中，生成氢氧化物沉淀的pH如下：
回答下列问题：
(1)钒元素在周期表中的位置为___________ ，其基态原子的核外电子运动状态有___________ 种。
(2)“熔烧”中，
与“研磨”所得粉末逆流混合的目的是___________ 。
(3)滤渣2含有的物质为___________ (填化学式)。
(4)“转化II”需要调整pH范围为___________ ，“转化Ⅲ”中含钒物质反应的离子方程式为___________ 。
(5)“沉钒”时温度需要控制在
左右，其原因是___________ ；已知：室温下，
、
，向偏钒酸铵
的悬浊液中加入
，当
时，溶液中的
___________ 。
(6)煅烧偏钒酸铵时，固体质量的减少量随温度变化的曲线如图所示：
时发生反应的化学方程式为___________ 。
、和、)制备的一种流程如图：化学学习小组查阅资料：部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式如下：
pH | ＜1 | 1～4 | 4～6 | 6～8.5 | 8.5～13 | ＞13 |
主要形式 |
|
| 多矾酸根 |
| 多矾酸根 |
|
备注 | 多钒酸盐在水中溶解度较小 | |||||
：
本工艺中，生成氢氧化物沉淀的pH如下：
物质 |
|
|
|
开始沉淀pH | 7.0 | 1.9 | 3.2 |
沉淀完全pH | 9.0 | 3.2 | 4.7 |
回答下列问题：
(1)钒元素在周期表中的位置为
(2)“熔烧”中，
与“研磨”所得粉末逆流混合的目的是(3)滤渣2含有的物质为
(4)“转化II”需要调整pH范围为
(5)“沉钒”时温度需要控制在
左右，其原因是、，向偏钒酸铵的悬浊液中加入，当时，溶液中的(6)煅烧偏钒酸铵
时，固体质量的减少量随温度变化的曲线如图所示：时发生反应的化学方程式为 一种以转炉钒渣(主要成分为V2O3、FeO、SiO2及少量MgO、CaO、Al2O3)为原料实现低成本回收钒资源的生产工艺如下：
表一：相关金属离子[c0(Mn+)=0.01mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
表二：部分含钒物质在水溶液中主要存在形式如下：
已知：①“焙烧”的主要反应为：CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)；
②在焙烧过程中产生Ca2V2O7；其中，Ca2V2O7在水中的溶解度小，易溶于稀硫酸和碱溶液。
回答下列问题：
(1)Ca2V2O7中V的化合价为_______ ，写出流程中氧化“钒”的化学方程式_______ 。
(2)“酸浸”后钒元素主要以VO
存在，生成VO的离子方程式为_______ 。
(3)“滤渣2”的主要成分是_______ 。
(4)“调pH”中一般控制温度不超过40℃，原因是_______ 。
(5)利用上述表格数据，计算Fe(OH)3的Ksp=_______ 。
(6)已知“沉钒”得到NH4VO3，该环节通常需要加入过量(NH4)2SO4，其原因是_______ 。
(7)滤液经浓缩后，经电解后得到高纯度的氢氧化物，该反应阴极电极反应式为_______ 。
表一：相关金属离子[c0(Mn+)=0.01mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
| 金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ |
| 开始沉淀的pH | 7.5 | 2.2 | 3.7 | 9.4 |
| 沉淀完全的pH | 9.0 | 3.2 | 4.7 | 10.9 |
| pH | <1 | 1~4 | 6~8.5 | >13 |
| 主要形式 | VO | V2O5 | VO | VO |
| 备注 | 多钒酸盐在水中溶解度较小 | |||
②在焙烧过程中产生Ca2V2O7；其中，Ca2V2O7在水中的溶解度小，易溶于稀硫酸和碱溶液。
回答下列问题：
(1)Ca2V2O7中V的化合价为
(2)“酸浸”后钒元素主要以VO
存在，生成VO的离子方程式为(3)“滤渣2”的主要成分是
(4)“调pH”中一般控制温度不超过40℃，原因是
(5)利用上述表格数据，计算Fe(OH)3的Ksp=
(6)已知“沉钒”得到NH4VO3，该环节通常需要加入过量(NH4)2SO4，其原因是
(7)滤液经浓缩后，经电解后得到高纯度的氢氧化物，该反应阴极电极反应式为
一种以转炉钒渣(主要成分为V2O3、FeO、SiO2及少量MgO、CaO、Al2O3)为原料实现低成本回收钒资源的生产工艺如下：
表一：相关金属离子[c0(Mn+) = 0.01 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
表二：部分含钒物质在水溶液中主要存在形式如下：
已知：①“焙烧”的主要反应之一为：CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)；
②在焙烧过程中产生Ca2V2O7；其中，Ca2V2O7在水中的溶解度小，易溶于稀硫酸和碱溶液。
(1)焙烧前将转炉钒渣研磨的目的是___________ 。
(2)Ca2V2O7中V的化合价为___________ ，写出在焙烧过程中产生Ca2V2O7的化学方程式___________ 。
(3)写出用稀H2SO4调pH<1的离子方程式为___________ 。
(4)“滤渣2”的主要成分是___________ 。
(5)“调pH值至6~8.5”时控制温度不超过40℃，原因是___________ 。
(6)沉钒后的操作是___________ 、干燥，得到NH4VO3.写出NH4VO3分解生成V2O5的化学方程式___________ 。
表一：相关金属离子[c0(Mn+) = 0.01 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
| 金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ |
| 开始沉淀的pH | 7.5 | 2.2 | 3.7 | 9.4 |
| 沉淀完全的pH | 9.0 | 3.2 | 4.7 | 10.9 |
| pH | <1 | 1 ~ 4 | 6 ~ 8.5 | >13 |
| 主要形式 | VO | V2O5 | VO | VO |
| 备注 | 多钒酸盐在水中溶解度较小 | |||
②在焙烧过程中产生Ca2V2O7；其中，Ca2V2O7在水中的溶解度小，易溶于稀硫酸和碱溶液。
(1)焙烧前将转炉钒渣研磨的目的是
(2)Ca2V2O7中V的化合价为
(3)写出用稀H2SO4调pH<1的离子方程式为
(4)“滤渣2”的主要成分是
(5)“调pH值至6~8.5”时控制温度不超过40℃，原因是
(6)沉钒后的操作是
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