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  • 随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”．为了回收利用含钒催化剂（V2O5、VOSO4及不溶性杂质），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺．该工艺的主要流程如图所示：已知：部分含钒物质在水中的溶解性：物质 V2O5 VOSO4 NH4VO3 （VO2）2SO4 溶解性 难溶 可溶 难溶 易溶 请回答下列问题：（1）由V2O5冶炼金属钒采用铝热剂法，反应的化学方程式为3V2O5+10Al 高温 6V+5Al2O3 ．（2）V2O5通常用作为反应2SO2+O2?2SO3的理想催化剂，其催化的机理可能是加热时可逆地失去氧的原因，其过程可用两个化学方程式表示： 、4V+5O2?2V2O5．（3）反应①的目的是 ．（4）将滤液1与滤液2混合后用氯酸钾氧化，氯元素被还原为最低价，其反应的离子方程式为： ．（5）反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关系步骤，沉钒必须控制合适的温度和pH，观察1图，沉钒的最适宜条件是 （填字母代号）．A．pH 2.0～2.5，95℃B．pH 4.0～4.5，85℃C．pH 4.5～5.0，85℃D．pH 3.0～3.5，75℃（6）反应④在NH4VO3的焙烧过程中，固体质量的减少值（纵坐标）随温度变化的曲线如2图所示，则其分解过程中 （填字母代号）．A．先分解失去H2O，再分解失去NH3 B．先分解失去NH3，再分解失去H2OC．同时分解失去H2O和NH3 D．同时分解失去H2和N2和H2O（7）锂钒氧化物（Li-V2O5）非水电池的能量密度远远超过其他材料电池，其总反应式为xLi+V2O5═LixV2O5，则该电池工作时的正极反应式为 ．试题及答案-填空题-云返教育

      • 试题详情

      随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”．为了回收利用含钒催化剂（V2O5、VOSO4及不溶性杂质），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺．该工艺的主要流程如图所示：

      已知：部分含钒物质在水中的溶解性：
      物质 V2O5 VOSO4 NH4VO3 （VO2）2SO4
      溶解性 难溶 可溶 难溶 易溶
      请回答下列问题：
      （1）由V      2O5冶炼金属钒采用铝热剂法，反应的化学方程式为3V2O5+10Al
      高温
      6V+5Al2O3       ．
      （2）V      2O5通常用作为反应2SO2+O2?2SO3的理想催化剂，其催化的机理可能是加热时可逆地失去氧的原因，其过程可用两个化学方程式表示：          、4V+5O2?2V2O5．
      （3）反应①的目的是                ．
      （4）将滤液1与滤液2混合后用氯酸钾氧化，氯元素被还原为最低价，其反应的离子方程式为：                ．
      （5）反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关系步骤，沉钒必须控制合适的温度和pH，观察1图，沉钒的最适宜条件是                （填字母代号）．

      A．pH 2.0～2.5，95℃B．pH 4.0～4.5，85℃
      C．pH 4.5～5.0，85℃D．pH 3.0～3.5，75℃
      （6）反应④在NH      4VO3的焙烧过程中，固体质量的减少值（纵坐标）随温度变化的曲线如2图所示，则其分解过程中          （填字母代号）．
      A．先分解失去H      2O，再分解失去NH3 B．先分解失去NH3，再分解失去H2O
      C．同时分解失去H      2O和NH3 D．同时分解失去H2和N2和H2O
      （7）锂钒氧化物（Li-V      2O5）非水电池的能量密度远远超过其他材料电池，其总反应式为xLi+V2O5═LixV2O5，则该电池工作时的正极反应式为          ．

      试题解答

      3V2O5+10Al
      高温
      6V+5Al2O3:5SO2+V2O5=5SO3+2V:将V2O5转化为可溶性的VOSO4:C1O3-+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1-:A:B:V2O5+xe-+xLi+=LixV2O5
      解：（1）铝与五氧化二钒反应生成钒与氧化铝，铝与五氧化二钒反应生成钒与氧化铝，反应方程式为3V2O5+10Al 6V+5Al2O3
      故答案为：3V      2O5+10Al
      高温
      6V+5Al2O3
      （2）V      2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化，则反应的相关方程式为SO2+V2O5=SO3+2VO2；4VO2+O2=2V2O5，
      故答案为：5SO      2+V2O5=5SO3+2V；
      （3）加入硫酸和亚硫酸钠，目的是利用氧化还原反应，用亚硫酸钠还原V      2O5，将V2O5 转化为可溶性的VOSO4，便于提纯，
      故答案为：将V      2O5转化为可溶性的VOSO4；
      （4）含VOSO      4的滤液1与主要成分是VOSO4滤液2混合后用氯酸钾氧化，使VOSO4氧化成完全电离可溶于水的（VO2）2SO4，氯元素被还原为Cl-，根据化合价的升降写出离子离子方程式．
      故答案为：C1O      3-+6VO2++3H2O=6VO2++6H++C1-；
      （5）根据图1分析坐标系中的表示含义，看图沉矾率最大在pH 2.0～2.5，95℃；
      故答案为：A；
      （6）根据NH      4VO3在焙烧变化的图象可知：
      2NH      4VO3═V2O5+2NH3↑+H2O
      234g 34g 18g
      减少值开始为0～17g，曲线到200℃时（约为16.0g）曲线开始平直；到约为300℃时又开始减少（H      2O的质量），到350℃时减少24g时就不再变化，所以NH4VO3在焙烧过程中200℃时左右先失去氨；在300～350℃再失去水，
      故答案为：B
      （7）V      2O5得电子而作正极，正极上电极反应式为：V2O5+xe-+xLi+=LixV2O5，
      故答案为：V      2O5+xe-+xLi+=LixV2O5
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