物质 质量分数/% V2O5 2.2~2.9 V2O4 2.8~3.1 K2SO4 22~28 SiO2 60~65 Fe2O3 1~2 Al2O3 <1 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线:
废钒 催化剂 H2SO4 酸浸 浸液 KClO3 氧化 KOH 中和 废渣2 离子 交换 流出液 淋洗液 洗脱 NH4Cl 沉钒 煅烧 V2O5 废渣1 回答下列问题:
(1)“酸浸”时V2O5转化为VO?反应的离子方程式为___________,同时V2O4转成VO2+。“废2,渣1”的主要成分是__________________。
(2)“氧化”中欲使3 mol的VO2+变为VO?2,则需要氧化剂KClO3至少为______mol。 (3)“中和”作用之一是使钒以V4O12形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。 (4)“离子交换”和“洗脱”可简单表示为:4ROH+V4O124-离子交换
洗脱
4-R4V4O12+4OH?(以ROH
为强碱性阴离子交换树脂)。为了提高洗脱效率,淋洗液应该呈_____性(填“酸”“碱”“中”)。 (5)“流出液”中阳离子最多的是________。
(6)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3)沉淀,写出“煅烧”中发生反应的化学方程式____________。
答案(1)V2O5+2H+=2VO2++H2O;SiO2 (2)0.5 (3)Fe(OH)3、Al(OH)3 (4)碱; (5)K+ (6)2NH4VO3V2O5+H2O+2NH3↑
【解析】 试题分析:(1)“酸浸”时V2O5转化为VO2+,V元素化合价不变,说明不是氧化还原反应,根据原子守恒可知反应的离子方程式为V2O5+2H+=2VO2++H2O;二氧化硅与酸不反应,则“废渣1”...
11.(2016新课标Ⅰ28,14分)NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂,也常用来漂白织物等,其一种生产工艺如下:
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回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl的化合价为_______。
(2)写出“反应”步骤中生成ClO2的化学方程式_______。
(3)“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成,精制时,为除去Mg2+和Ca2+,要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。
(4)“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________,该反应中氧化产物是_________。
(5)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。NaClO2的有效氯含量为___________。(计算结果保留两位小数)
【答案】(1)+3价;(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=ClO2+2NaHSO4; (3)NaOH溶液 ;Na2CO3溶液 ;ClO2-(或NaClO2); (4)2:1; O2; (5)1.57g。 【解析】
试题分析:(1)在NaClO2中Na为+1价,O为-2价,根据正负化合价的代数和为0,可得Cl的化合价为+3价。(2)NaClO3和SO2在H2SO4酸化条件下生成ClO2,其中NaClO2是氧化剂,还原产物为NaCl,根据电子守恒和原子守恒,此反应的化学方程式为2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2↑。(3)食盐溶液中混有Mg2+和Ca2+,可利用过量NaOH溶液除去Mg2+,利用过量Na2CO3溶液除去Ca2+,向NaCl溶液加入ClO2,进行电解,阳极发生反应2Cl--2e-=Cl2↑,反应产生Cl2, 阴极发生反应产生NaClO2,可见“电解”中阴极反应的主要产物是NaClO2;(4)根据图示可知:利用含有过氧化氢的NaOH溶液ClO2气体,产物为NaClO3,则此吸收反应中,氧化剂为ClO2,还原产物为NaClO2,还原剂是H2O2,氧化产物是O2,每1mol的H2O2转移2mol电子,反应方程式是:2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2+2H2O,可知氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,该反应中氧化产物O2。
(5)每1克NaClO2的物质的量为n(NaClO2)=1g÷90.5g/mol=mol, 其获得电子的物质的量是
n(e-)=mol×4=4/90.5mol,1molCl2获得电子的物质的量是2mol,根据电子转移数目相等,可知其相对于
氯气的物质的量为n=mol×4÷2=mol,则氯气的质量为mol×71g/mol=1. 57g。
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