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提高训练101. 2014深圳二模 (17分)钒及化合物用途广泛。工业上常用含少量AI2O3的钒铁矿(FeO V2O5)碱熔法提取V2O5。简要流程如下:Na2CO3h2O稀 H2SO4已知:高温 焙烧时可发生反应: V2O5 + AbO3+2Na2CO3=2NaVO3 +2NaAIO2 +2CO2 常温下物质的溶解度: NaVO321. 2 g /100g水;HVO30 008 g /100水(1) “浸出渣B”的主要成分是。(写化学式)(2) 生产中,不直接用H2SO4浸泡“烧渣A ”获取HVO3的原因是(3) “操作”包括、洗涤。如果不洗涤,则产品中可能含有的金属阳离子是、。下列装置(部分夹持仪器省去)可用在实验室进行“操作”的是 O (填序号)ABCD(4) NaVO3用于原油的脱硫技术,由 V2O5溶于NaOH溶液中制取,反应的离子方程式为O(5) V2O5还可用于将硅铁炼成钒铁。生产中加入CaO可节能减排。有关反应如下:2V2O5 (l) + 5Si (s) + 5 CaO( s) = 4V (s) + 5CaSiO3(s); H1 = -2096.7 kJ/mol已知:CaSiO3 (s) = CaO (s) + SiO2 (s); H2 = +92.5 kJ/mol则:2V2O5 (l) + 5Si (s) = 4V (s) + 5SiO2 (s); H3 = 。2. (2014珠海二模)钡盐生产中排出大量的钡泥主要含BaCO3、BaSQ、Ba(FeO2)2 等,某主要生产BaCO3的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2晶体及其他副产物,其 部分工艺流程如下:废渣2操作I1操作n调 pH=45过滤2调 pH=7nX容器c容器b操作母液循环Ba(NO3)2 晶体T-过滤3已知:Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2和9.7 Ba(NO3)2在热水中溶解度较大,在冷水中溶解度较小 Ksp(BaSCk)=1.1 W10, Ksp (BaCO3)=5.1 W9(1) 该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入 足量的饱和Na2CO3溶液中,充分搅拌,过滤,洗涤。用离子方程式说明提纯原 理:(2) 上述流程酸溶时,Ba(FeO2)2与HNO3反应生成两种硝酸盐,化学方程式为:(3) 该厂结合本厂实际,选用的 X为; Ks5uA. BaCl2B. BaCO3C. Ba(NO3)2D. Ba(OH)2(4) 废渣2为(5) 操作川为(6) 过滤3后的母液应循环到容器 中。(填“ a”、“b”或“ c”)(7) 称取w克晶体溶于蒸馏水,加入足量的硫酸,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀质量为m克,则该Ba(NO3)2的纯度为 (相对分子质量:Ba(NO3)2 为 261,BaSO4 为 233)1.【答案】(1) Fe2O3或Fe36 或者FeO和FesO(2分)(2)H2SQ与NaVO反应生成难溶的 HVO, HVO包裹在一些烧渣的表面,阻碍了反应的进行, 从而降低了 HVQ产率,且使产生的HVQ不纯。另外,铁的氧化物会和硫酸反应生成铁离子, 增加干扰离子,消耗硫酸,浪费资源。(4分)(3)过滤(2 分)Na +、Al3+( 2 分) D ( 2 分)V 2Q +2QH2VQ3- + H2Q ( 3分)(可以没有加热符号)(5)-1634.2 kJ/mol ( 2 分)(1) 焙烧是利用含少量 AI2Q的钒铁矿(FeC?V2Q), Fe元素被氧化,生成 Fe?。或FesO,结合反应可知,烧渣 A的主要成分为 NaVQ NaAIQ、Fe?。(或FesO),加水NaVG、NaAIQ溶解,铁的氧化物不溶解,故浸出渣B为Fe2Q (或FesQ),(2) 由信息常温下物质的溶解度,可知 H2SQ与NaVQ反应生成难溶的 HVQ, HVQ包裹在 一些烧渣的表面,阻碍了反应的进行,从而降低了HVQ产率,且使产生的 HVQ不纯另外, 铁的氧化物会和硫酸反应生成铁离子,增加干扰离子,消耗硫酸,浪费资源.(3) 操作将固体与液体分离得到HVQ,应过滤,并洗涤附着的杂质;加入硫酸反应,偏铝酸钠与NaVQ与硫酸反应都生成硫酸钠,偏铝酸根会转化为铝离子,不洗涤,产品中可能含有的金属阳离子是Na+、A|3+;据此判断;操作是加热分解固体HVQ生成“Q,应在坩埚内进行,故选 D,(4)已知:、2V2C5 (I ) +5Si (s) +5CaQ(s) =4V( s) +5CaSiQ (s); H=-2096.7kJ/mol、CaSiQ (s) =CaQ( s) +SiQ2 ( s); H2=+92.5kJ/moI根据盖斯定律, + X5 得:2V2Q ( I ) +5Si ( s ) =4V ( s) +5SiQ ( s );故H3=- 2096.7kJ/moI+92.5kJ/moI x 5= -1634.2 kJ/moI ,【考点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;用盖斯定律进行有关反应热的计算; 物质的分离和提纯方法和基本操作(2)Ba(FeO2)2+8HNO 3 =Ba(NO 3)2+2Fe(NO 3)3+4H 2O(3)B(2分)(4)Fe(OH) 3(2分)(5)蒸发浓缩、冷却结晶(2分)(6)c(2分)(7)261m 100%233w(3分)2 22. ( 1 ) BaS04(S)+CO3 (aq) r 亠 BaCO3(s)+SO4 (aq)(3分)(不写下脚标不扣分)(2分)(1) 利用沉淀转化原理,增大CO32_,可以使沉淀转化为 BaCO3(2) Ba(FeO02中的铁元素呈+3,遇稀硝酸会以Fe3+形式存在,故方程式为Ba(FeO2)2+8HNO 3 = Ba(NO 3)2+2Fe(NO3)3+4H2O(3) 操作I的目的是将溶液中的 Fe3+以Fe(OH)3的形式除去,必须向溶液中加入碱性物质,根据除杂过程不引入新杂质的原则及溶液中PH为4到5,应选用B(4) 见(3)解析(5) 目的是从溶液中得到晶体,需要蒸发浓缩、冷却结晶(6) 过滤3后的母液中还存在残留的Ba(NOj2,可重新结晶,故选 C(7) 反应原理:设晶体中Ba(NO 3)2的质量为XgBa(NO 3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO 3261233Xgmg解得:X=261m/233 即可求取其纯度【考点】化学实验原理及基本操作、纯度的计算
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