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4、
五氧化二钒广泛用于冶金、化工等行业,用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。为回收利用含钒催化剂,研制了一种利用废催化剂(含有V2O5、VOSO4、不溶性硅酸盐)回收V2O5的新工艺流程如图:
已知:(1)部分含钒物质常温下在水中的溶解性如表所示:
物质
VOSO4
V2O5
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
可溶
难溶
难溶
易溶
(2)VO2++OH-VO3-+H2O
回答下列问题:
(1)用水浸泡废催化剂,为了提高单位时间内废钒的浸出率,在不加试剂情况下,可以采取的措施为__(写一条)。
(2)滤液1和滤液2中钒的存在形式相同,其存在形式为__(填离子符号)。
(3)每生成1mol(VO2)2SO4时转移电子的数目为___。
(4)在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应的离子方程式为___。
(5)结合化学用语,用平衡移动原理解释加入氨水的一种作用为__。
(6)新工艺流程的最后,钒以NH4VO3的形式沉淀出来;如图中横坐标表示反应II的温度,纵坐标表示沉钒率,沉钒率是指NH4VO3沉淀中V元素的质量和废催化剂中V元素的质量之比,也即是钒的回收率。请解释图中温度超过80℃以后,沉钒率下降的可能原因是___。
(7)该工艺流程中可以循环利用的物质为__。
(8)若实验室用的原料中V2O5占6%(原料中的所有钒已换算成V2O5)。取100克该废钒催化剂按工业生产的步骤进行实验。当加入100mL0.1mol/L的KClO3溶液时,溶液中的钒恰好被完全处理,假设与KClO3反应后的操作步骤中钒没有损失,则该实验中钒的回收率是__(保留3位有效数字)。
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5、
某化学课外活动小组利用废铁屑(含少量硫等元素)为原料制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O],并设计了如图所示的装置(夹持仪器略去)。
称取一定量的表面除去油污的废铁屑于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,在通风橱中置于50~60℃热水浴中加热充分反应。待锥形瓶中溶液冷却至室温后加入氨水,使其反应完全,制得浅绿色悬浊液。
(1)相比通常铁与稀硫酸生成氢气的条件,在实验中选择50~60℃热水浴的原因是___;锥形瓶中溶液冷却至室温后再加入氨水的原因__。
(2)C瓶中KMnO4溶液的作用是__。
(3)若要确保获得浅绿色悬浊液,下列符合实验要求的是__(填字母)。
a.保持铁屑过量
b.控制溶液呈强碱性
c.将稀硫酸改为浓硫酸
(4)莫尔盐是一种重要化学药品,较绿矾稳定,不易被空气氧化,是化学分析中常用的基准物之一。其组成可用(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O或(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O表示。一定条件下,(NH4)2Fe(SO4)2发生分解:4(NH4)2Fe(SO4)2=2Fe2O3+5SO2↑+3SO3↑+N2↑+6NH3↑+7H2O下列叙述正确的是__。
a反应生成amolN2时,转移电子的物质的量为6amol
b该反应的还原产物是硫的两种氧化物
c有amol电子转移时,生成SO2的物质的量为0.1amol
d将气体产物用足量BaCl2溶液吸收,只得到一种沉淀物
(5)实验探究:影响溶液中Fe2+稳定性的因素。
配制0.8mol/L的FeSO4溶液(pH=4.5)和0.8mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液(pH=4.0),各取2ml上述溶液于两支试管中,刚开始两种溶液都呈浅绿色,分别同时滴加2滴0.01mol/L的KSCN溶液,过了一会儿观察可见(NH4)2Fe(SO4)2溶液仍然为浅绿色透明澄清溶液,FeSO4溶液则出现淡黄色浑浊。
(资料)
沉淀
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀pH
7.6
2.7
完全沉淀pH
9.6
3.7
①请用离子方程式解释FeSO4溶液产生淡黄色浑浊的原因___。
②讨论影响Fe2+稳定性的因素,小组同学提出以下3种假设:
假设1:其它条件相同时,NH4+的存在使(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+稳定性较好。
假设2:其它条件相同时,在一定pH范围内,溶液pH越小Fe2+稳定性越好。
假设3:___。
(6)称取ag所制得的硫酸亚铁铵晶体,用加热煮沸的蒸馏水溶解,配成250mL溶液,取出25mL放入锥形瓶中,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液VmL,则硫酸亚铁铵晶体的纯度为___(用含c、V、a的代数式表示)。