試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁抱負不“釩”1．釩(V)：常溫下不活潑，不與空氣、水、苛性堿作用，也不與非氧化性的酸作用，但溶于氫氟酸，也溶于強氧化性的酸(如硝酸和王水)中2．五氧化二釩(1)兩性氧化物，但以酸性為主：V2O5＋6NaOH=2Na3VO4＋3H2O(2)1800℃發(fā)生分解反應(yīng)：2V2O5eq\o(=,\s\up7(△))2V2O4＋O2↑(3)微溶于水，可形成穩(wěn)定的膠體，有較強的氧化性：V2O5＋6HCl=2VOCl2＋Cl2＋3H2O3．VO2＋、VOeq\o\al(＋,2)：在酸性介質(zhì)中，VOeq\o\al(＋,2)具有強氧化性VOeq\o\al(＋,2)＋Fe2＋＋2H＋=VO2＋＋Fe3＋＋H2O，2VOeq\o\al(＋,2)＋H2C2O4＋2H＋=2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O4．釩酸鹽偏釩酸鹽(NH4VO3)、正釩酸鹽(Na3VO4)等在加熱條件下不穩(wěn)定，2NH4VO3eq\o(=,\s\up7(△))V2O5＋2NH3↑＋H2O1．（2023上·山東濟寧·高二濟寧一中?？茧A段練習(xí)）鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：已知：最高價鉻酸根在酸性介質(zhì)中以存在，在堿性介質(zhì)中以存在。(1)煅燒過程中，釩和鉻被氧化為相應(yīng)的最高價含氧酸鹽，其中含鉻化合物主要為(填化學(xué)式)。(2)“沉淀”步驟中主要生成的濾渣為(填化學(xué)式)。(3)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以和的形式沉淀，該步需要控制溶液的的原因為。(4)“分離釩”步驟中，將溶液pH調(diào)到1.8左右得到沉淀，在時溶解為的離子方程式為。(5)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液，反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為；的性質(zhì)與相似，寫出與溶液反應(yīng)的離子方程式。2．（2024上·山東德州·高二統(tǒng)考期末）利用某釩廢渣（主要成分為、、、、等）制備的工藝流程如下：已知：Ⅰ．溶于酸后以的形式存在；過量可氧化；Ⅱ．?；卮鹣铝袉栴}：(1)為加快“氧化1”速率，可以采取的措施有（寫出一條即可），該過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(2)濾渣2的主要成分為。(3)實驗室進行萃取、分液操作時，需要的玻璃儀器有。(4)“氧化2”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(5)“沉釩”前若濾液中，“沉釩”完成時，若上層清液中，則釩元素的沉降率=%[，反應(yīng)過程中溶液的體積不變]。(6)在Ar氣氛中“煅燒”生成，分解產(chǎn)物中還含有氮氣和一種氮的氫化物，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。3．（2024上·山東日照·高三校聯(lián)考期末）以含釩鋼渣(含、和少量、)和鈦白廢酸(含、、、)為原料提取釩，實現(xiàn)“以廢治廢”。工藝流程如圖：已知：有機萃取劑的萃取原理為，其中表示有機溶液，酸性條件下能萃取而不能萃取，對+4價釩萃取能力強，而對+5價釩的萃取能力較弱。回答下列問題：(1)在空氣中“焙燒”時，轉(zhuǎn)化為的化學(xué)方程式為。(2)“溶浸”時生成的濾渣除了外，還有(填化學(xué)式)。(3)“還原”的目的是將溶液中的+5價釩和分別轉(zhuǎn)化為+4價釩與，利于+4價釩的萃取并實現(xiàn)釩和鐵元素分離，加入的化學(xué)試劑可能為___________(填標(biāo)號)。A． B． C． D．(4)在“萃取”操作后從水層中獲得的離子方程式是。(5)在“反萃取”操作中和反應(yīng)生成和，反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。(6)上述流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)除外，還有(填化學(xué)式)。(7)常溫“沉釩”，維持溶液中的總濃度為，?！俺菱C”后溶液中[已知；]。4．（2023上·山西·高三山西大附中?？茧A段練習(xí)）黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及。黏土釩礦采用以下工藝流程可制備偏釩酸銨。該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的如下表所示：金屬離子開始沉淀1.97.03.08.1完全沉淀3.29.04.710.1回答下列問題：(1)釩在周期表中的位置為。(2)寫出“酸浸氧化”中轉(zhuǎn)化為的離子方程式。(3)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為，濾液②中金屬陽離子有、。(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，溶解為或，濾渣③的主要成分是。(5)“調(diào)”中有沉淀產(chǎn)生，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(6)偏釩酸銨，其陰離子呈如圖所示的無限鏈狀結(jié)構(gòu)，則偏釩酸銨的化學(xué)式為。(7)全釩液流儲能電池是利用不同價態(tài)離子對的氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的裝置，其原理如圖所示。①左槽溶液逐漸由黃變藍，其電極反應(yīng)式為。②充電時若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為個，左槽溶液中物質(zhì)的量的變化量為。5．（2024上·遼寧·高三東北育才學(xué)校校聯(lián)考期末）(五氧化二釩)常作為化學(xué)工業(yè)中的催化劑，廣泛用于冶金化工等行業(yè)，工業(yè)上以石煤(含有等)來制備的一種工藝流程如下：已知：①(偏釩酸銨)是白色粉末，微溶于冷水，可溶于熱水。②沉淀生成和溶解的如表所示：溶液物質(zhì)開始沉淀完全沉淀沉淀開始溶解沉淀完全溶解2.25.17.18.13.34.78.712.8回答下列問題：(1)V在元素周期表中的位置：。(2)“鈉化焙燒”過程中轉(zhuǎn)化為可溶性，同時有黃綠色氣體生成，其化學(xué)方程式為。(3)粗中含有，可通過溶液堿溶除去，需調(diào)節(jié)的范圍為。(4)已知：室溫下，，向偏釩酸銨的懸濁液中加入，當(dāng)溶液中時，溶液中的。(5)產(chǎn)品純度測定：將產(chǎn)品溶于足量稀硫酸配成溶液。取該溶液于錐形瓶中，用標(biāo)準(zhǔn)液進行滿定，經(jīng)過三次滴定，達到滴定終點時平均消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為。已知：，則該產(chǎn)品中的質(zhì)量分數(shù)是%。(6)釩的一種配合物的結(jié)構(gòu)簡式為，該配合物分子中含有的化學(xué)鍵類型有___________(填字母)。A．離子鍵 B．極性鍵 C．非極性鍵 D．配位鍵6．（2024·河南·統(tǒng)考模擬預(yù)測）鋼渣是鋼鐵行業(yè)的固體廢棄物，含有和等物質(zhì)。一種以鋼渣粉為原料固定并制備的工藝流程如圖所示。已知鋼渣中元素質(zhì)量分數(shù)為在稀鹽酸和混合溶液中不易被浸出。該工藝條件下，有關(guān)金屬離子開始沉淀和沉淀完全的如下表所示：金屬離子開始沉淀的1.97.23.512.4沉淀完全的2.98.25.113.8回答下列問題：(1)浸出1過程生成的“包裹”在鋼渣表面形成固體膜，阻礙反應(yīng)物向鋼渣擴散。提高浸出率的措施有(除粉碎外，舉1例)。該浸出過程不使用稀硫酸代替稀鹽酸的原因是。(2)為避免引入雜質(zhì)離子，氧化劑應(yīng)為(舉1例)。(3)濾液的溶質(zhì)可循環(huán)利用，試劑應(yīng)為。(4)若的浸出率為，理論上1噸鋼渣在“固碳”中可固定。(5)富釩渣焙燒可生成釩鈣鹽，不同釩鈣鹽的溶解率隨變化如圖所示。已知浸出2的pH約為2.5，則應(yīng)控制焙燒條件使該釩鈣鹽為。該培燒反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(6)微細碳酸鈣廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域，某種碳酸鈣晶胞如圖所示。已知，該晶體密度為(列出計算式，阿伏加德羅常數(shù)的值為)。7．（2023上·北京房山·高三統(tǒng)考期末）某釩渣主要成分為(含有少量、)，以其為原料生產(chǎn)的工藝如下圖：已知：i．釩酸()是強酸，(偏釩酸銨)難溶于水；價釩在溶液中的主要存在形式與溶液的關(guān)系如表所示。4~66~88~1010~12主要離子ii．室溫下，，。iii．在溶液時開始沉淀，溶液時沉淀完全。請回答以下問題：(1)“酸浸”前需將塊狀固體粉碎，其目的是；焙燒過程中生成的化學(xué)方程式為。(2)已知難溶于水，可溶于鹽酸。若“酸浸”時溶液的，則溶于鹽酸的離子方程式為。(3)“轉(zhuǎn)沉”時，發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)(用含m、n的代數(shù)式表示)。(4)“沉釩2”的沉釩率隨溫度的變化如圖所示，溫度高于80℃沉釩率下降的原因是。(5)產(chǎn)品純度測定：將產(chǎn)品溶于足量稀硫酸配成溶液。取該溶液于錐形瓶中，用標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定，經(jīng)過三次滴定，達到滴定終點時平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為。①完成下列滴定過程的離子方程式：。②產(chǎn)品的純度為(用質(zhì)量分數(shù)表示，)。8．（2023上·江蘇泰州·高三泰州中學(xué)校聯(lián)考階段練習(xí)）鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價態(tài)含氧酸鹽形式存在，主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合物，從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如下圖所示：已知：最高價鉻酸根在酸性介質(zhì)中以存在，在堿性介質(zhì)中以存在?；卮鹣铝袉栴}：(1)煅燒過程中，釩和鉻被氧化為相應(yīng)的最高價含氧酸鹽，其中含鉻化合物主要為。(填化學(xué)式)。(2)水浸渣中主要有和。(3)“除硅磷”步驟中，使硅、磷分別以和的形式沉淀，該步需要控制溶液的以達到最好的除雜效果，其原因是。(4)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉()溶液。①寫出還原的離子方程式：。②若用過氧化氫還原過程中還會生成較穩(wěn)定的藍色的過氧化鉻(，為+6價)。分子中存在過氧鍵，其結(jié)構(gòu)式可表示為。(5)為研究凈水劑聚合硫酸鐵組成，某化學(xué)興趣小組取一定量聚合硫酸鐵樣品與足量鹽酸反應(yīng)，所得溶液平均分為兩份。一份溶液中加入足量的溶液，得到白色沉淀。另一份溶液，先將還原為，再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液。求值。(寫出計算過程)(已知：。)9．（2023上·湖南長沙·高三雅禮中學(xué)?？茧A段練習(xí)）工業(yè)上生產(chǎn)紅礬鈉(重鉻酸鈉)的原料為鉻鐵礦(可視為，還含有、)、純堿、石灰石和硫酸等。工業(yè)制備的流程如下：已知：“氧化煅燒”時、發(fā)生反應(yīng)：、；“氧化煅燒”時發(fā)生反應(yīng)：。(1)“氧化煅燒”鉻鐵礦是在回轉(zhuǎn)窯中進行，為加快反應(yīng)速率可以采取的措施是(任答2點)。(2)“氧化煅燒”鉻鐵礦時還應(yīng)加入石灰石，發(fā)生反應(yīng)生成不溶或難溶的鈣化合物：、、等，則加入石灰石的作用是。(3)若此時純堿不足或石灰石過量，易生成難溶的，則此時由生成難溶的的反應(yīng)方程式為。(4)步驟②浸取時，可溶于水的強烈水解，有關(guān)的離子方程式為。(5)濾液加入硫酸酸化過程中，往混合溶液中加入硫酸必須適量的原因是硫酸少量不能除盡等雜質(zhì)，硫酸過量會生成等副產(chǎn)物。硫酸過量時反應(yīng)的離子方程式為。(6)堿性條件下重鉻酸鈉()可將氧化為，反應(yīng)的離子方程式為。(7)全釩液流電池是一種新型電能儲存和高效轉(zhuǎn)化裝置。某溶液中含有和，現(xiàn)向此溶液中滴入溶液，恰好使、，再滴入溶液，又恰好使，而不變，此時，則原溶液中Cr的質(zhì)量為mg。10．（2023上·河北保定·高二河北定興第三中學(xué)校聯(lián)考期中）是接觸法制硫酸的催化劑。工業(yè)上用釩爐渣(主要含有，還含有少量、等雜質(zhì))提取的流程如圖所示：已知：①假設(shè)該工藝流程中所加試劑均足量；②用硫酸鎂溶液除去硅、磷時，濾渣的主要成分是、；③常溫下，；④水浸后的浸出液中，釩全部以形式存在?；卮鹣铝袉栴}：(1)焙燒時：①為了加快釩爐渣的焙燒速率，可采用的物理方法為(寫一種即可)。②該過程中與純堿發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)若浸出渣的主要成分為，其在生活中的用途為(寫一種即可)，檢驗水浸后的濾液中是否含有的操作為。(3)常溫下，、的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。①曲線Ⅱ為[填“”或“”沉淀溶解平衡曲線。②將的溶液滴入相同濃度的和的混合溶液中，先產(chǎn)生的沉淀為[填“”或“”]。(4)沉釩時的離子方程式為。11．（2024上·遼寧錦州·高三統(tǒng)考期末）五氧化二釩()和三氧化鉬()是兩種重要的金屬氧化物，通常用作工業(yè)催化劑。通過廢舊催化劑(主要成分為、、，還有少量的、、有機物)來制備這兩種氧化物的工藝流程圖如下：回答下列問題：(1)基態(tài)釩原子的價層電子排布式為。(2)“焙燒”的目的是。(3)濾渣的主要成分是(填化學(xué)式)。(4)向濾液①中加的作用是。(5)常溫下，當(dāng)濾液①調(diào)pH=8時，鋁元素是否沉淀完全(填“是”或“否”)；寫出計算過程。[已知：

；離子濃度小于認為沉淀完全](6)在沉淀過程中，沉釩率受溫度影響的關(guān)系如圖所示。溫度高于80℃沉釩率降低的主要原因是；沉淀分解生成的化學(xué)方程式為。12．（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1回答下列問題：(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是。(2)“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成，同時還有離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為反應(yīng)的離子方程式。(3)“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為，隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、，以及部分的。(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是。(5)“調(diào)pH”中有沉淀生產(chǎn)，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時，需要加入過量NH4Cl，其原因是。13．（2016·全國·高考真題）以硅藻土為載體的五氧化二釩（V2O5）是接觸法生成硫酸的催化劑。從廢釩催化劑中回收V2O5既避免污染環(huán)境又有利于資源綜合利用。廢釩催化劑的主要成分為：物質(zhì)V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3質(zhì)量分數(shù)/%2.2~2.92.8~3.122~2860~651~2＜1以下是一種廢釩催化劑回收工藝路線：回答下列問題：（1）“酸浸”時V2O5轉(zhuǎn)化為VO2+，反應(yīng)的離子方程式為，同時V2O4轉(zhuǎn)成VO2+?！皬U渣1”的主要成分是。（2）“氧化”中欲使3mol的VO2+變?yōu)閂O2+，則需要氧化劑KClO3至少為mol。（3）“中和”作用之一是使釩以V4O124?形式存在于溶液中。“廢渣2”中含有。（4）“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+V4O124?R4V4O12+4OH?（以ROH為強堿性陰離子交換樹脂）。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈性（填“酸”“堿”“中”）。（5）“流出液”中陽離子最多的是。（6）“沉釩”得到偏釩酸銨（NH4VO3）沉淀，寫出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。第=page22頁，共=sectionpages22頁第=page11頁，共=sectionpages11頁參考答案：1．(1)Na2CrO4(2)Al(OH)3(3)pH過小時，磷酸根會與H+反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致減少，除磷率減小，同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不易處理；pH過大時，會導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導(dǎo)致除硅率減小，同時溶液中銨根離子濃度降低導(dǎo)致無法完全沉淀，除磷率減小(4)(5)2:3【分析】由題給流程可知，鉻釩渣在氫氧化鈉和空氣中煅燒，將釩、鉻、鐵、鋁、硅、磷等元素轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的最高價含氧酸鹽，煅燒渣加入水浸取、過濾得到含有氧化鐵的濾渣；向濾液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH將Al元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，過濾得到強氧化鋁濾渣；向濾液中加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液將硅元素、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiO3和沉淀，過濾得到含有MgSiO3、的濾渣和濾液；向濾液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH將釩元素轉(zhuǎn)化為五氧化二釩，過濾得到五氧化二釩和濾液；向濾液中焦亞硫酸鈉溶液將鉻元素轉(zhuǎn)化為三價鉻離子，調(diào)節(jié)溶液pH將鉻元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鉻沉淀，過濾得到氫氧化鉻?！驹斀狻浚?）最高價鉻酸根在酸性介質(zhì)中以存在，在堿性介質(zhì)中以存在。故煅燒過程中，鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻酸鈉Na2CrO4；（2）沉淀步驟調(diào)pH到弱堿性的目的是將Al元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀；（3）由分析可知，加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液的目的是將硅元素、磷元素轉(zhuǎn)化為MgSiO3和沉淀，若溶液pH<9時，磷酸根會與H+反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致無法完全沉淀，同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不易處理；若溶液pH>9時，會導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成MgSiO3沉淀，導(dǎo)致除硅率減小，同時溶液中銨根離子濃度降低導(dǎo)致無法完全沉淀，除磷率減?。唬?）將溶液pH調(diào)到1.8左右得到沉淀，在時和溶液氫離子反應(yīng)生成和水，離子方程式為；（5）最高價鉻酸根在酸性介質(zhì)中以存在，由題意可知，還原步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液的目的是將鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻離子，反應(yīng)中鉻化合價由+6變?yōu)?3，硫元素化合價由+4變?yōu)?6，結(jié)合電子守恒可知，反應(yīng)的離子方程式為，則反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為2:3；的性質(zhì)與相似，則與溶液反應(yīng)的生成，離子方程式。2．(1)攪拌或適當(dāng)升溫(2)、(3)分液漏斗、燒杯(4)(5)98.4(6)（或）【分析】“酸浸”：根據(jù)題意，V2O4轉(zhuǎn)化成VO2+，F(xiàn)eO、Fe2O3為堿性氧化物，轉(zhuǎn)化成Fe2+、Fe3+，氧化鋁為兩性氧化物，轉(zhuǎn)化成Al3+，SiO2為酸性氧化物，難溶于水，濾渣1為SiO2；“氧化1”：因為過量H2O2能氧化VO2+，該步驟中所加過氧化氫為適量，過氧化氫將Fe2+氧化成Fe3+；“調(diào)pH”：加入碳酸鈉，調(diào)節(jié)pH，使Al3+、Fe3+以氫氧化物形式除去；“萃取”：加入萃取劑，將VO2+從水中萃取出來，然后分液；“反萃取”：向有機相中加入酸，VOR2轉(zhuǎn)化成VO2+，分液；“氧化2”：加入KClO3氧化劑，將VO2+氧化成VO；“沉釩”：加入氯化銨，生成NH4VO3沉淀；【詳解】（1）適當(dāng)加快“氧化1”速率，可以采取攪拌、適當(dāng)升高溫度等；根據(jù)上述分析，該過程過氧化氫將Fe2+氧化成Fe3+，其離子方程式為H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+；故答案為攪拌、適當(dāng)升高溫度等；H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+；（2）加入碳酸鈉的目的調(diào)節(jié)pH，使Al3+、Fe3+以氫氧化物形式除去，濾渣2為Fe(OH)3、Al(OH)3；故答案為Fe(OH)3、Al(OH)3；（3）萃取、分液需要的玻璃儀器是分液漏斗和燒杯；分液漏斗、燒杯；（4）“氧化2”中加入KClO3氧化劑，將VO2+氧化成VO，其離子方程式為ClO+6VO2++9H2O=Cl-+6VO+18H+；故答案為ClO+6VO2++9H2O=Cl-+6VO+18H+；（5）“沉釩”完成時，溶液為NH4VO3的飽和溶液，溶液中c(VO)==1.6×10-3mol/L，則釩元素的沉降率為=98.4%；故答案為98.4；（6）氮的氫化物可以是NH3，也可以是N2H4，如果生成氨氣，則化學(xué)方程式為6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+8H2O，如果生成肼，則化學(xué)方程式為4NH4VO32V2O3+N2↑+N2H4↑+6H2O，故答案為6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+8H2O或4NH4VO32V2O3+N2↑+N2H4↑+6H2O。3．(1)(2)、(3)B(4)(5)1：6(6)、(7)【分析】由題給流程可知，向含釩鋼渣中加入碳酸鈉后在空氣中焙燒，將三氧化二釩轉(zhuǎn)化為釩酸鈉、二氧化硅轉(zhuǎn)化為硅酸鈉，向焙燒渣中加入鈦白廢酸，硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸、氧化鈣轉(zhuǎn)化為硫酸鈣、氧化鐵轉(zhuǎn)化為鐵離子、TiO2+轉(zhuǎn)化為H2TiO3，溶液中的亞鐵離子將部分轉(zhuǎn)化為VO2+，過濾得到含有的硅酸、硫酸鈣、H2TiO3的濾渣和濾液；濾液加鐵粉把和分別轉(zhuǎn)化為VO2+與，便于萃取VO2+；加HR萃取分液，有機層中含有VO2+，加“反萃取”，把轉(zhuǎn)化成，加氨氣和氯化銨的混合液生成NH4VO3沉淀，過濾得到釩酸銨；釩酸銨煅燒分解生成五氧化二釩；水層含有，通入氨氣和氧氣反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，過濾得到氫氧化鐵，加熱分解氫氧化鐵得氧化鐵?！驹斀狻浚?）由分析可知，在空氣中焙燒時，三氧化二釩發(fā)生的反應(yīng)為三氧化二釩與碳酸鈉、氧氣高溫條件下反應(yīng)生成釩酸鈉和二氧化碳，；（2）由分析可知，濾渣①主要成分為H2TiO3、、；（3）加入還原劑且不引入新的雜質(zhì)，則加入鐵單質(zhì)，將Fe3+還原為Fe2+，選B。（4）水層含有，通入氨氣和氧氣反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，反應(yīng)的離子方程式為；（5）在“反萃取”操作中和反應(yīng)生成和，中Cl元素化合價由+5降低為-1，中V元素化合價由+4升高為+5，根據(jù)得失電子守恒，反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:6。（6）上述流程中，“反萃取”得到萃取劑HR、釩酸銨煅燒分解放出氨氣，HR可用于“萃取”步驟，氨氣可用于“沉釩”、沉鐵步驟，可循環(huán)利用的物質(zhì)除外，還有HR、NH3。（7）常溫“沉釩”，維持溶液中的總濃度為，。，則，“沉釩”后溶液中。4．(1)第四周期VB族(2)(3)和部分(4)(5)(6)(7)【分析】黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4，用30%H2SO4和MnO2“酸浸氧化”時VO+和VO2+被氧化成，F(xiàn)e3O4與硫酸反應(yīng)生成的Fe2+被MnO2氧化成Fe3+，SiO2此過程中不反應(yīng)，濾液①中含有、K+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、；濾液①中加入NaOH調(diào)節(jié)pH=3.0~3.1，釩水解并沉淀為V2O5·xH2O，根據(jù)表中提供的溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH，此過程中Fe3+部分轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，部分Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，濾液②中含有K+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、，濾餅②中含V2O5·xH2O、Fe(OH)3、Al(OH)3，濾餅②中加入NaOH使pH>13，V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解，Al(OH)3轉(zhuǎn)化為Na[Al(OH)4]，則濾渣③的主要成分為Fe(OH)3；濾液③中含釩酸鹽、四羥基合鋁酸鈉，加入HCl調(diào)pH=8.5，Na[Al(OH)4]轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀而除去；最后向濾液④中加入NH4Cl“沉釩”得到偏釩酸銨NH4VO3，據(jù)此分析答題。【詳解】（1）釩在周期表中的位置為第四周期VB族；（2）“酸浸氧化”中被氧化為，被還原為，反應(yīng)的離子方程式為；（3）“中和沉淀”中，pH值為3.0-3.1之間，除了釩水解并沉淀為，此過程中Fe3+部分轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，部分Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，則濾液②中金屬陽離子有、還有前面生成的和部分；（4）“沉淀轉(zhuǎn)溶”中，pH大于13，溶解為或，會溶解，濾渣3的成分為；（5）“調(diào)”時有沉淀生成，是與反應(yīng)生成沉淀，故生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是；（6）由鏈狀結(jié)構(gòu)可知每個V與3個O形成陰離子，且V的化合價為+5價，則形成的偏釩酸銨的化學(xué)式為；（7）①根據(jù)題干信息，左槽溶液逐漸由黃變藍，說明是由變?yōu)?，因此電極反應(yīng)式為，說明此時為原電池，且為原電池的正極；②充電時左槽發(fā)生的反應(yīng)，當(dāng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為個即，生成為，同時有0.5molH+從左槽通過交換膜到達右槽，則左槽中變化為。5．(1)第四周期第ⅤB族(2)(3)8.1≤pH＜8.7(4)0.8mol/L(5)(6)BCD【分析】石煤含有。石煤通入空氣和NaCl一起鈉化焙燒生成偏釩酸鈉、偏鋁酸鈉，水浸、用稀硫酸調(diào)pH生成沉淀，和氫氧化鈉反應(yīng)生成NaVO3溶液，加氯化銨生成NH4VO3沉淀，灼燒NH4VO3得到精制?！驹斀狻浚?）V是23號元素，在元素周期表中的位置第四周期第ⅤB族；（2）“鈉化焙燒”過程中轉(zhuǎn)化為可溶性，同時有黃綠色氣體生成，說明氯化鈉被氧氣氧化為氯氣，其化學(xué)方程式為。（3）粗中含有，可通過溶液堿溶除去，根據(jù)沉淀生成和溶解的，為使完全溶解，而不溶解，需調(diào)節(jié)的范圍為8.1≤pH＜8.7。（4）向偏釩酸銨的懸濁液中加入，當(dāng)溶液中時，，溶液中的。（5）根據(jù)V元素守恒和建立反應(yīng)關(guān)系式，mg產(chǎn)品中的物質(zhì)的量為0.02L×amol/L=0.1amol/L，則該產(chǎn)品中的質(zhì)量分數(shù)是%。（6）根據(jù)釩的配合物的結(jié)構(gòu)簡式，該配合物分子中含有C-H、C-O、V-O等極性鍵，含有C-C非極性鍵，V和O原子間存在配位鍵，選BCD。6．(1)適當(dāng)增大鹽酸的濃度、適當(dāng)升高溫度、攪拌稀硫酸與2CaO?SiO2反應(yīng)形成微溶于水的CaSO4覆蓋在鋼渣表面，阻礙反應(yīng)物向鋼渣擴散(2)H2O2或氯水(3)氨水(4)297(5)Ca2V2O7V2O3+2CaCO3+O2Ca2V2O7+2CO2(6)×1023【分析】鋼渣中含有2CaO?SiO2、Fe2O3、FeO、Al2O3和V2O3等，鋼渣中加入稀鹽酸、NH4Cl進行“浸出1”，經(jīng)過濾得到富釩渣，濾液中含F(xiàn)e3+、Fe2+、Al3+、Ca2+，濾液中加入氧化劑A將Fe2+氧化成Fe3+，加入試劑B將Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化成鐵鋁渣而除去，然后加入試劑B調(diào)pH，再吸收CO2“固碳”得到微細CaCO3和濾液C；富釩渣與CaCO3在空氣中焙燒得焙燒產(chǎn)物，焙燒產(chǎn)物中加入稀硫酸進行“浸出2”經(jīng)過濾得濾渣和濾液，濾液經(jīng)系列操作得V2O5，用還原劑將V2O5還原為V2O3。【詳解】（1）浸出1過程生成的SiO2“包裹”在鋼渣表面形成固體膜，阻礙反應(yīng)物向鋼渣擴散。提高浸出率的措施有：適當(dāng)增大鹽酸的濃度、適當(dāng)升高溫度、攪拌等。該浸出過程不使用稀硫酸代替稀鹽酸的原因是：稀硫酸與2CaO?SiO2反應(yīng)形成微溶于水的CaSO4覆蓋在鋼渣表面，阻礙反應(yīng)物向鋼渣擴散。（2）加入氧化劑A的目的是將Fe2+氧化成Fe3+，為避免引入雜質(zhì)離子，氧化劑A應(yīng)為H2O2或氯水。（3）加入試劑B的目的使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去，繼續(xù)加入試劑B調(diào)pH，便于“固碳”時形成CaCO3，濾液C的溶質(zhì)可循環(huán)利用，試劑B應(yīng)為氨水。（4）鋼渣中Ca元素的質(zhì)量分數(shù)為30%，若Ca的浸出率為90%，理論上1噸鋼渣在“固碳”中可固定CO2的質(zhì)量為=297kg。（5）由圖可知浸出2的pH約為2.5時，Ca2V2O7的溶解率最大，故應(yīng)控制焙燒條件使釩鈣鹽為Ca2V2O7；該焙燒過程中V元素的化合價由+3價升至+5價，O2為氧化劑，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，該焙燒反應(yīng)的化學(xué)方程式為V2O3+2CaCO3+O2Ca2V2O7+2CO2。（6）該晶胞中含Ca2+的個數(shù)為4×+4×+2×+2×+4=6，含的個數(shù)4×+4×+4=6，1個晶胞的質(zhì)量為g，晶胞的體積為=×(4.99×10-7cm)2×(17.3×10-7cm)=×4.992×17.3×10-21cm3，該晶體密度為g÷(×4.992×17.3×10-21cm3)=×1023g/cm3。7．(1)增大固體反應(yīng)物與酸的接觸面積，加快酸浸的速率(2)(3)(4)高于80℃時水解程度增大，減小(5)【分析】由題給流程可知，廢釩渣中加CaO在空氣中焙燒時，V2O3與CaO、空氣中的氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為，Al2O3與CaO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為；向焙燒后的固體中加入鹽酸，pH=5時將轉(zhuǎn)化為，轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾得到含有的濾渣1和含有的濾液；向濾液中加入石灰乳，將轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾得到濾液1和；向中加入碳酸銨溶液，將轉(zhuǎn)化為，過濾得到含有的濾渣2和含有的濾液；向濾液中加入氯化鐵固體，將轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾得到濾液2和；灼燒脫氨制得?！驹斀狻浚?）酸浸前將塊狀固體粉碎,可以增大反應(yīng)物的接觸面積,加快酸浸速率,使酸浸更加充分；由分析可知，V2O3與CaO、空氣中焙燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化為，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。（2）)由表格信息可知，溶液pH為5時，釩元素在溶液中以形式存在，則與鹽酸反應(yīng)生成和，反應(yīng)的離子方程式為：。（3）由方程式可知，反應(yīng)的平衡常數(shù)。（4）氯化銨是強酸弱堿鹽，銨根離子在溶液中的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，當(dāng)溫度高于80℃時，水解平衡向正反應(yīng)方向移動，溶液中銨根離子濃度減小導(dǎo)致沉釩率下降。（5）由題知，離子方程中，V元素的化合價從+5降低到+4，草酸為還原劑，C元素化合價從+3價升高到+4，按得失電子守恒、元素質(zhì)量守恒，可得；產(chǎn)品純度測定時發(fā)生的反應(yīng)為：，可得關(guān)系式：，已知mg產(chǎn)品溶于足量稀硫酸配成溶液，取該溶液，消耗，則產(chǎn)品的純度為：。8．(1)(2)(3)若時，磷酸根濃度降低，會導(dǎo)致無法完全沉淀；同時可能產(chǎn)生硅酸膠體不宜處理，時，會導(dǎo)致生成，鎂離子濃度不能形成沉淀導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時溶液中銨根子離子濃度降低導(dǎo)致無法完全沉淀(4)(5)4:2:5【分析】鉻釩渣在、NaOH作用下通入空氣高溫焙燒，釩和鉻被氧化為相應(yīng)的最高價含氧酸鹽、，鋁、硅、磷等的化合物轉(zhuǎn)化為、、，鐵的化合物轉(zhuǎn)化為，加水浸取熔渣，過濾，水浸渣中主要有和，水浸液中含有、、、、，加入稀硫酸調(diào)溶液的pH到弱堿性時轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾得到含有的濾渣，再加入和除硅和磷，使硅、磷分別轉(zhuǎn)化為、沉淀，過濾除去沉淀得到含有、的濾液，加入稀硫酸將溶液pH調(diào)到1.8左右得到沉淀，轉(zhuǎn)化為，其具有強氧化性，與加入的反應(yīng)生成，調(diào)pH使轉(zhuǎn)化為沉淀，達到分離提取鉻和釩目的，據(jù)此分析解答?！驹斀狻浚?）題目給出已知：最高價鉻酸根在酸性介質(zhì)中以存在，在堿性介質(zhì)中以存在；所以煅燒過程中，鉻被氧化為相應(yīng)的最高價含氧酸鹽主要為。（2）由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化鐵。（3）由分析可知，加入硫酸鎂溶液、硫酸銨溶液的目的是將硅元素、磷元素轉(zhuǎn)化為和沉淀，若溶液pH<9時，磷酸根會與反應(yīng)使其濃度降低導(dǎo)致無法完全沉淀，同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀不宜處理；若溶液pH>9時，會導(dǎo)鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，不能形成沉淀，導(dǎo)致產(chǎn)品中混有雜質(zhì)，同時溶液中銨根離子濃度降低導(dǎo)致無法完全沉淀。（4）①由題意可知，還原步驟中加入焦亞硫酸鈉溶液的目的是將鉻元素轉(zhuǎn)化為鉻離子，反應(yīng)的離子方程式為：；②分子中存在過氧鍵，由于Cr為+6價，則其中與Cr相連的氧原子的化合價為1個-2價，4個-1價，其結(jié)構(gòu)式可表示為：。（5）一份溶液中加入足量的溶液，得到白色沉淀1.7475g，該白色沉淀為硫酸鋇，所以；另一份溶液，先將還原為，再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液50.00ml，由反應(yīng)方程式可得關(guān)系：；由電荷守恒可得：，所以；所以。9．(1)不斷攪拌、粉碎原料、適當(dāng)提高反應(yīng)溫度(2)減少純堿的用量，提高浸取液質(zhì)量，便于浸取分離(3)(4)(5)(6)(7)46.8【分析】鉻鐵礦加入純堿，石灰石，通入空氣氧化煅燒，經(jīng)浸取、過濾后得到Na2CrO4、Na2CO3溶液，經(jīng)過稀釋、煮沸、調(diào)pH值后過濾，濾液加入適量硫酸，濃縮、酸化后得到混合溶液含有Na2Cr2O7和Na2SO4，然后經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉晶體，冷卻結(jié)晶得到Na2Cr2O7晶體?！驹斀狻浚?）加快反應(yīng)速率可以采取的措施是：不斷攪拌、粉碎原料、適當(dāng)提高反應(yīng)溫度；（2）加入石灰石的作用是：減少純堿的用量，提高浸取液質(zhì)量，便于浸取分離；（3）由生成難溶的的反應(yīng)方程式為：；（4）水解的離子方程式為：；（5）硫酸過量會生成等副產(chǎn)物，離子方程式為：；（6）堿性條件下重鉻酸鈉將氧化為，離子方程式為：；（7）分析實驗過程可知，通過消耗的酸性高錳酸鉀溶液可計算轉(zhuǎn)移電子數(shù)，硫酸亞鐵溶液為、轉(zhuǎn)移的總電子數(shù)，故轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為：，的轉(zhuǎn)化過程中Cr由+6價降低為+3價，則原溶液中Cr的質(zhì)量為：。10．(1)粉碎釩爐渣(2)作紅色油漆涂料取過濾后的上層清液，向其中滴入溶液，若出現(xiàn)紅色，則有，反之則無(3)(4)【詳解】（1）為了加快釩爐渣的焙燒速率，可以增大反應(yīng)物的接觸面積，因此采用的物理方法為粉碎釩爐渣；該過程中與純堿發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。（2）為紅色固體，其在生活中的用途為作紅色油漆涂料；檢驗常用溶液，因此檢驗水浸后的濾液中是否含有的操作為：取過濾后的上層清液，向其中滴入溶液，若出現(xiàn)紅色，則有，反之則無。（3）根據(jù)沉淀溶解平衡化學(xué)方程式，，結(jié)合圖像可知曲線Ⅱ為沉淀溶解平衡曲線；根據(jù)圖像計算出，,將的溶液滴入相同濃度的和的混合溶液中時沉淀需要：，，因此先產(chǎn)生沉淀。（4）沉釩過程與反應(yīng)生成沉淀，故離子方程式為：。11．(1)3d34s2(2)除去有機物，把廢催化劑種主要成分轉(zhuǎn)化成易溶于水的物質(zhì)(3)Fe2O3(4)將氧化為(5)是時，(6)氯化銨水解程度迅速增大或氯化銨分解【分析】石煤礦粉(主要含V2O3及少量Al2O3、SiO2)中加入NaCl(s)，并通入O2、水蒸氣進行焙燒，發(fā)生反應(yīng)，生成NaVO3、HCl等；水溶后過濾，可得到NaVO3溶液和濾渣Ⅰ(Al2O3、SiO2)；往濾液中加入Ca(OH)2進行轉(zhuǎn)沉，NaVO3轉(zhuǎn)化為Ca3(VO4)2，過濾得濾渣；往濾渣中加入(NH4)2CO3，過濾得到(NH4)3VO4溶液和CaCO3濾渣；往濾液中加入NH4Cl，(NH4)3VO4轉(zhuǎn)化為NH4VO3；煅燒NH4VO3，可得到V2O5和NH3；【詳解】（1）釩是23號元素，所以基態(tài)原子價層電子式為3d34s2；（2）廢舊催化劑(主要成分為、、，還有少量的、、有機物等)，有機物可以燃燒除去，加碳酸鈉來焙燒，可以將部分金屬氧化物轉(zhuǎn)化為可溶于水的物質(zhì)，所以，焙燒的目的是：除去有機物、把廢催化劑中主要成分轉(zhuǎn)化成易溶于水的物質(zhì)；（3）加碳酸鈉焙燒時，未參與反應(yīng)，且不溶于水，所以，加水溶解過濾后濾渣主要成分為；（4）向濾液①中加，是為了將濾液中的氧化為；（5）時，，，說明鋁元素已經(jīng)完全沉淀；（6）①溫度高于80℃，氯化銨水解程度迅速增大，同時氯化銨溫度過高會分解，造成沉釩率降低，所以沉釩率降低的主要原因是氯化銨水解程度迅速增大或氯化銨分解；②的沉淀分解生成的化學(xué)方程式是：。12．加快酸浸和氧化反應(yīng)速率（促進氧化完全）Fe2+VO++MnO2+2H+=+Mn2++H2OMn2+Fe3+、Al3+Fe(OH)3NaAlO2+HCl+H2O=NaCl+Al(OH)3↓或Na[Al(OH)4]+HCl=NaCl+Al(OH)3↓+H2O利用同離子效應(yīng)，促進NH4VO3盡可能析出完全【分析】黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4，用30%H2SO4和MnO2“酸浸氧化”時VO+和VO2+被氧化成，F(xiàn)e3O4與硫酸反應(yīng)生成的Fe2+被氧化成Fe3+，SiO2此過程中不反應(yīng)，濾液①中含有、K+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、；濾液①中加入NaOH調(diào)節(jié)pH=3.0~3.1，釩水解并沉淀為V2O5·xH2O，根據(jù)表中提供的溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH，此過程中Fe3+部分轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，部分Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，濾液②中含有K+、Na+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Mn2+、，濾餅②中含V2O5·xH2O、Fe(OH)3、Al(OH)3，濾餅②中加入NaOH使pH>13，V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解，Al(OH)3轉(zhuǎn)化為NaAlO2，則濾渣③的主要成分為Fe(OH)3；濾液③中含釩酸鹽、偏鋁酸鈉，加入HCl調(diào)pH=8.5，NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀而除去；最后向濾液④中加入NH4Cl“沉釩”得到NH4VO3。【詳解】(1)“酸浸氧化”需要加熱，其原因是：升高溫度，加快酸浸和