解答题-工业流程题 较难0.4 引用1 组卷412
钒(V)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。一种以钒渣(主要成分是
、
、
等)为原料制取金属钒的工艺流程如图所示：
已知：①
具有强氧化性，主要存在于pH<2的溶液中，pH>2时转化成酸式多钒酸盐。
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：
(1)基态V原子的价电子轨道表示式为_______ 。
(2)“焙烧Ⅰ”中(Fe为+2价)转化为
和
的化学方程式为_______ 。
(3)“酸浸”所得浸出液中除含有、
外，还含有的金属阳离子有_______ 。
(4)“沉钒”可得到
沉淀，“焙烧Ⅱ”中发生反应的化学方程式为_______ 。
(5)“沉钒”所得滤液中加入氨水调节溶液pH=x，过滤得到
沉淀和溶液A，溶液A中
浓度为
，为尽可能多地回收，并避免中混入
，应控制x=_______ 。
(6)溶液A经加氨沉淀除镁后，溶液中的溶质可再生循环到_______ 工序使用。
(7)一种钒的硫化物的晶体结构(图a)及其俯视图(图b)如下图所示：
①该钒的硫化物的化学式是_______ 。
②该钒的硫化物的晶体中，与每个V原子最近且等距的S原子的个数是_______ 。
、、等)为原料制取金属钒的工艺流程如图所示：已知：①
具有强氧化性，主要存在于pH<2的溶液中，pH>2时转化成酸式多钒酸盐。②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 |  |  | | |
开始沉淀时 的pH | 1.9 | 7.0 | 8.1 | 8.9 |
沉淀完全时 的pH | 3.2 | 9.0 | 10.1 | 10.9 |
(1)基态V原子的价电子轨道表示式为
(2)“焙烧Ⅰ”中
(Fe为+2价)转化为和的化学方程式为(3)“酸浸”所得浸出液中除含有
、外，还含有的金属阳离子有(4)“沉钒”可得到
沉淀，“焙烧Ⅱ”中发生反应的化学方程式为(5)“沉钒”所得滤液中加入氨水调节溶液pH=x，过滤得到
沉淀和溶液A，溶液A中浓度为，为尽可能多地回收，并避免中混入，应控制x=(6)溶液A经加氨沉淀除镁后，溶液中的溶质可再生循环到
(7)一种钒的硫化物的晶体结构(图a)及其俯视图(图b)如下图所示：
①该钒的硫化物的化学式是
②该钒的硫化物的晶体中，与每个V原子最近且等距的S原子的个数是
22-23高三上·辽宁沈阳·期末
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钒(V)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。一种以钒渣(主要成分是FeV2O4、Fe2SiO4、MnV2O4等)为原料制取金属钒的工艺流程如图所示：
已知：①VO
具有强氧化性，主要存在于pH＜2的溶液中，pH＞2时转化成酸式多钒酸盐。
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
回答下列问题：
(1)FeV2O4中Fe为+2价，Fe2+的核外电子排布式为：______ ；基态钒原子价层电子排布图为_____ 。
(2)“焙烧I”中将MgO磨成粉末从炉顶投料，空气从炉底鼓入，目的是_____ ，FeV2O4转化为Mg2V2O7和Fe2O3的化学方程式为_____ 。
(3)“沉钒”可得到(NH4)4H2V10O28沉淀，“焙烧II”中发生反应的化学方程式为_____ 。
(4)“沉钒”中，下列说法正确的是_____ 。
(5)“沉钒”所得滤液中加入氨水调节溶液pH=x，过滤得到Mn(OH)2沉淀和溶液A，溶液A中Mg2+浓度为0.024g•L-1，为尽可能多地回收Mn2+，并避免Mn(OH)2中混入Mg(OH)2，应控制x=_____ 。
(6)此工艺流程中可循环利用的物质为______ 。
(7)一种钒的硫化物的晶胞结构(图a)及其俯视图(图b)如图所示：
①该钒的硫化物晶胞中含_____ 个V原子。
②该钒的硫化物的晶体中，与每个S原子最近且等距的V原子的个数是_____ 。
已知：①VO
具有强氧化性，主要存在于pH＜2的溶液中，pH＞2时转化成酸式多钒酸盐。②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
| 金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
| 开始沉淀时(c=0.1mol•L-1)的pH | 1.9 | 7.0 | 8.1 | 8.9 |
| 沉淀完全时(c=1.0×10-5mol•L-1)的pH | 3.2 | 9.0 | 10.1 | 10.9 |
(1)FeV2O4中Fe为+2价，Fe2+的核外电子排布式为：
(2)“焙烧I”中将MgO磨成粉末从炉顶投料，空气从炉底鼓入，目的是
(3)“沉钒”可得到(NH4)4H2V10O28沉淀，“焙烧II”中发生反应的化学方程式为
(4)“沉钒”中，下列说法正确的是
| A．升温有利于加快“沉钒”速率，该过程应在高温下进行 |
| B．增大NH4Cl的浓度能降低(NH4)4H2V10O28的溶解度 |
| C．实际生产中，沉钒时间越长越好 |
| D．温度超过50℃，溶液中逸出的氨气增多 |
(6)此工艺流程中可循环利用的物质为
(7)一种钒的硫化物的晶胞结构(图a)及其俯视图(图b)如图所示：
①该钒的硫化物晶胞中含
②该钒的硫化物的晶体中，与每个S原子最近且等距的V原子的个数是
VO2是制备智能控温薄膜的重要材料。一种以钒渣(主要成分是FeV2O4、MnV2O4、Fe2SiO4等)为原料制备VO2的工艺流程如图：
已知：①FeV2O4中铁为+2价，具有强氧化性；
②室温条件，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：.
(1)“焙烧1”中FeV2O4转化为Mg2V2O7和Fe2O3的化学方程式为_______ 。
(2)“酸浸”所得浸出液中除含有 、Mn2+外，还含有的金属阳离子有_______ 。
(3)“沉钒”所得滤液中Mg2+浓度为0.24g/L，加入氨水，可分离Mn2+、Mg2+。 为尽可能多地将Mn2+转化为Mn(OH)2，并避免Mg2+沉淀，应控制pH=_______ ； 分离Mn(OH)2沉淀后的溶液继续加氨沉淀除镁后，溶液中的溶质可再生循环到_______ 步骤使用。
(4)“沉钒”得到NH4VO3沉淀，在实验室中用如图装置过滤：
操作时要旋开自来水龙头，其目的是_______ ；洗涤NH4VO3的操作是_______ 。
(5)“高温还原”时C6H12O6转化为CO2和H2O，则理论上180g还原剂能高温还原得到产品_______ g。
已知：①FeV2O4中铁为+2价，
具有强氧化性；②室温条件，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：.
| 金属离子 | Fe3+ | Mn2+ | Mg2+ |
| 开始沉淀时(c=0.1mol·L-1 )的pH | 1.9 | 8.1 | 8.9 |
| 沉淀完全时(c=1.0 ×10 -5mol·L-1)的pH | 3.2 | 10.1 | 10.9 |
(2)“酸浸”所得浸出液中除含有
、Mn2+外，还含有的金属阳离子有(3)“沉钒”所得滤液中Mg2+浓度为0.24g/L，加入氨水，可分离Mn2+、Mg2+。 为尽可能多地将Mn2+转化为Mn(OH)2，并避免Mg2+沉淀，应控制pH=
(4)“沉钒”得到NH4VO3沉淀，在实验室中用如图装置过滤：
操作时要旋开自来水龙头，其目的是
(5)“高温还原”时C6H12O6转化为CO2和H2O，则理论上180g还原剂能高温还原得到产品
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：①部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式如下：
②本工艺中，生成氢氧化物沉淀的pH如下：
回答下列问题：
(1)写出基态V原子的价电子排布式_________________________ 。
(2)“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。
(3)“酸浸”中V元素发生的离子反应方程式__________________________ 。
(4)滤渣2含有的物质为__________________ 。
(5)“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_________________________________________________ 。
(6)“沉钒”中加入过量NH4Cl有利于晶体析出，其原因为_________________ 。
查阅资料：①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 | VO | V2O5 | 多矾酸根 | VO | 多矾酸根 | VO |
备注 | 多矾酸盐在水中溶解度较小 | |||||
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 |
(1)写出基态V原子的价电子排布式
(2)“焙烧”中，将“研磨”所得粉末与O2逆流混合的目的为
(3)“酸浸”中V元素发生的离子反应方程式
(4)滤渣2含有的物质为
(5)“转化Ⅱ”需要调整pH范围为
(6)“沉钒”中加入过量NH4Cl有利于晶体析出，其原因为
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