（以钒V V为载体）化学工业流程大题周练

 以钒V为载体的化学工业流程大题从工业废钒中回收金属钒既避免环境污染又有利于资源综合利用。某工业废钒的主要成分为、和等，从废钒中回收钒的一种工艺流程如下： 回答下列问题：为了提高“酸浸”效率，可以采取的措施有________填一种。“还原”中发生反应的离子方程式为________。“沉钒”是回收钒的关键步骤之一，写出该反应的离子方程式：________。“铝热反应”的化学方程式为________，用铝热剂法从下列金属氧化物中各冶炼出对应的金属，消耗铝粉质量最多的是________填字母。                                                                    电解精炼时，以熔融NaCl、和为电解液其中以分子形式存在。粗钒应与电源的________填“正”或“负”极相连，阴极的电极反应式为________。为预估“还原”时加入的量，需测定“酸浸”液中的浓度，每次取“酸浸”液于锥形瓶中，以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，用的标准溶液进行滴定其中，若三次滴定消耗标准液的平均体积为，则的浓度为________用含a、b的代数式表示。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．为回收利用含钒催化剂含有、及不溶性残渣，科研人员最新研制了一种用离子变换法回收钒的新工艺，回收率达到．
部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：物质溶解性可溶难溶难溶易溶该工艺的主要流程如图所示：

请问答下列问题：
工业上由冶炼金属钒常用铝热剂法，其化学方程式可表示为______
用铝热剂法从下列各金属氧化物中冶炼出各1mol对应的金属，耗铝粉的质量最多的是______填序号
                        
反应的化学方程式为______
若反萃取使用硫酸用量过大，进一步处理会增加______填化学式的用量，造成成本增大．
反应的化学方程式为：，若反应用的还原剂与反应用的氧化剂的物质的量之比为12：7，则废钒催化剂中和的物质的量之比为______．
该工艺反应的沉淀率又称沉钒率是回收钒的关键之一，写出该步发生反应的离子方程式______
用已知浓度的酸化的溶液滴定溶液，以测定反应后溶液中的含钒量，已知该反应的还原产物为，氧化产物为，则该反应的离子方程式为______．
钒电池是以溶于一定浓度硫酸溶液中不同价态的钒离子、、、为正极和负极反应的活性物质，电极均为铂棒，电池总反应为：
放电时的正极反应为______
充电时的阴极反应为______．工业上设计将中的、杂质除去并回收得到的流程如下：请回答下列问题： 步骤所得废渣的成分是           写化学式，操作I的名称      。步骤、的变化过程可简化为下式R表示，HA表示有机萃取剂：水层有机层有机层水层 中萃取时必须加入适量碱，其原因是                            。中X试剂为                   。的离子方程式为                        。时，取样进行试验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表：pH 钒沉淀率 结合上表，在实际生产中，中加入氨水，调节溶液的最佳pH为          ；若钒沉淀率为时不产生沉淀，则溶液中c             。已知：时，Ksp该工艺流程中，可以循环利用的物质有               和       。钒钛磁铁矿炼钢后剩余的尾渣中含有、MgO、、、等，现从该钒渣中回收及少量单质铝的工艺流程如下：
 滤液I的成分是、和_________写化学式。检验滤渣I中含有的方法是__________________________________________________。写出“焙烧”时生成的化学方程式___________________________________________。写出滤液Ⅲ与氨水反应生成沉淀的离子方程式________________________________________。和的混合液需要经过蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶和过滤等操作得到晶体，结合下图分析，为了得到较纯净的晶体和较高的晶体析出率，应选择最适宜的结晶温度为a、b、c、d四点中______________点对应的温度。若经过步骤后得到的是粗晶体，则精制晶体需要采用的操作为_______________。是制硫酸的催化剂。从含钒废料含有、、、等中回收并制备某些产品的一种流程如下：回答下列问题：“研磨”的目的为_________________________；“酸溶”时发生反应的离子方程式为________________________。滤渣1的化学式为___________________。“氧化”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________________。“调pH”的目的除了将含钒元素的离子转化为外，还有______________________。常温下，若滤液1中的浓度为，则应“调pH”为_________已知：常温下，。化合物X的用途为__________________________________________任写一种。“沉钒”时温度不能过高或过低的原因为______________________________________。某全钒液流储能电池放电时的总反应为，则充电时阳极的电极反应式为______________________________________。黄钠铁钒渣主要含有、、、、、等，利用其制备镍锌铁氧体工艺流程如下。 已知：锌、铝两种元素化学性质相似；晶体完整度与晶体中Ni、Zn、Fe比例有关；常温下，相关物质的单如下表：“焙烧”中无烟煤的作用为___________．“调pH”时，a值可取___________填标号。A.若“净化”后的溶液中，则___________。“水热合成”发生反应的离子方程式为___________，滤液的主要成分为___________填化学式由图可知，时“水热合成”所得镍锌铁氧体晶体的完整度最高，其原因是___________。
“焙烧”会生成少量BaS，对该工艺造成的影响是___________。五氧化二钒，摩尔质量为可作化学工业中的催化剂，广泛用于冶金、化工等行业。是一种橙黄色片状晶体，微溶于水，不溶于乙醇，具有强氧化性，属于两性氧化物。某研究小组将从某粗钒主要含有，还有少量、中提取。实验方案设计如下：
已知：是白色粉末，微溶于冷水，可溶于热水，不溶于乙醇、醚。
请回答：第步操作的实验装置如图所示，虚线框中最为合适的仪器是________。填编号调节pH为的目的_________________________________。第步洗涤操作时，如何检验已经洗涤干净_________________________________。第步操作时，需在流动空气中灼烧的可能原因__________________________________。硫酸工业中，转化为的催化剂就选用，催化过程经两步完成，将其补充完整：____________________________________用化学方程式表示，。将产品溶于强碱溶液中，加热煮沸，调节pH为，向反应后的溶液中加入硫酸酸化的KI溶液过量，溶液中含有，滴加指示剂，用溶液滴定，达到终点消耗标准溶液，则该产品的纯度为________。已知：Ⅰ太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，在发电系统中安装储能装置有助于持续稳定供电，其构造的简化图如下。下列说法中，不正确的是________填字母序号。太阳能、风能都是清洁能源太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化控制系统能够控制储能系统是充电还是放电阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化全钒液流电池是具有发展前景的、用作储能系统的蓄电池，已知放电时发生氧化反应，则放电时电极A的电极反应式为________________________________。含钒废水会造成水体污染，对含钒废水除外，还含有、等进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如图所示。已知溶液pH范围不同时，钒的存在形式如下表所示：钒的化合价 价 ， 价 加入NaOH调节溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH后涉及氧化还原反应的化学反应方程式为________________。向碱性的滤液的化合价为中加入的作用是__________________________用离子方程式表示。Ⅱ氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如图所示：Ⅰ中加入NaOH溶液，调并鼓入大量空气。用离子方程式表示加NaOH溶液的作用是________；鼓入大量空气的目的是________________。Ⅱ中加入适量NaClO溶液，控制pH在，将氨氮转化为无毒物质。过程Ⅱ发生3个反应：；中Cl元素为价；已知：水体中以价形式存在的氯元素有消毒杀菌的作用，被称为“余氯”，图为NaClO加入量与“余氯”含量的关系示意图。其中氨氮含量最低的点是c点。b点表示的溶液中氮元素的主要存在形式是________用化学式表示；反应的化学方程式是________________________________________________。Ⅲ中用溶液处理含余氯废水，要求达标废水中剩余的含量小于。若含余氯废水中NaClO的含量是，则处理含余氯废水，至多添加质量分数为的溶液________溶液体积变化忽略不计。金属钒被誉为“合金的维生素”。从废钒主要成分为、、等中回收的一种工艺流程如下图所示：
 已知：
步骤、中的变化过程可简化为：水层有机层有机层水层式中表示或，HA表示有机萃取剂 回答下列问题：步骤D酸浸过程中发生氧化还原反应的化学方程式为______________________。萃取时应加入适量碱的作用是___________________。步骤中反应的离子方程式为___________________。步骤加入氨水调节溶液，钒沉淀率达到且不产生沉淀，则此时溶液中_____按计算，时。所得为离子化合物，的电子式为_______。是两性氧化物，在强酸性溶液中以形式存在，具有强氧化性，能将氧化为，本身被还原为，则与氢碘酸反应的离子方程式为_________________。为提高钒的回收率，步骤和需多次进行，假设酸浸所得“强酸性浸出液”中，步骤和每进行一次，萃取率为，4次操作后，“强酸性浸出液中”_______萃取的量是接触法生产硫酸的催化剂，为回收利用块状废钒催化剂含有、及不溶性残渣，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：

部分含钒物质在水中的溶解性表 物质 溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶 回答下列问题：水浸时，为了提高废钒的浸出率，可以采取的措施：_____________任写出1条。酸浸、还原过程的离子方程式为 ______________________________。离子交换过程中，钒元素的化合价是否有变化_______填“是”或“否”。沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数加入质量与料液中的质量比和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度分别为____、____。控制温度的方式为______。温度高于，沉钒率下降，其可能原因是_______________。
工艺流程中，反应的沉淀率又称沉钒率是回收钒的关键之一，该步反应的产物为。若溶液中，为使钒元素的沉淀率达到，至少应调节溶液中的为______。工业上常用铝热反应原理由冶炼金属V，该反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。工业上常采用接触法利用硫铁矿主要成分是制备硫酸，主要工艺如图所示： 用硫铁矿制备二氧化硫，先将矿物粉碎，放在沸腾炉中，从该炉下部通入空气，采用逆流焙烧。请问：每生成标况下转移电子总数为_____用表示阿伏伽德罗常数接触室中在催化剂的表面和接触氧化为反应生成在催化氧化的过程中产生了一连串的中间体如下图所示。其中a步骤的化学方程式为：__________________
为了提高硫酸工业的综合经济效益，将尾气中的用氨水吸收转化为有用的副产品， 该晶体可用于造纸工业，照相用显影液的生产等， 生产该晶体过程中，往往需要向溶液中加入适量的对苯二酚或对苯二胺等物质，其目的是___________________________。
从废钒催化剂中回收既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为： 物质 质量分数 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
“酸浸”时转化为，反应的离子方程式为___________，同时转成。“废渣1”的主要成分是__________________。“氧化”中欲使的变为，则需要氧化剂至少为______mol。“中和”作用之一是使钒以形式存在于溶液中。“废渣2”中含有_______。金属钒熔点高、硬度大，具有良好的可塑性和低温抗腐蚀性。工业常用钒炉渣主要含，还有少量、CuO等杂质提取金属钒，流程如图：已知：I.钒有多种价态，其中价最稳定。钒在溶液中主要以和的形式存在，存在平衡：Ⅱ部分离子的沉淀pH：
 回答下列问题：碱浸步骤中最好选用________填字母。溶液 氨水 纯碱溶液焙烧的目的是将转化为可溶性，其中铁元素全部转化为价的氧化物，写出该反应的化学方程式_____________________________________________。溶液1到溶液2的过程中，调节pH至8有两个目的，一是除去_______离子，二是促使________。沉钒过程中得到沉淀需要洗涤，写出实验室洗涤的操作方法_______________。常用铝热反应法由冶炼金属钒，请写出反应的化学方程式___________________________。钒的化合物也有广泛的用途，如一种新型铝离子可充电电池的结构如图所示。已知放电时电池反应为，则放电时正极的电极反应式为 _______________________
 以硅藻土为载体的五氧化二钒是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为： 物质 质量分数 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线：
回答下列问题：
“酸浸”时VO转化为VO，反应的离子方程式为__________________________，同时转化成。“废渣1”的主要成分是_________。
“氧化”中欲使的VO变为VO，则需要氧化剂KClO至少为________。
“中和”作用之一是使钒以VO形式存在于溶液中。“废渣2”中含有________。
“离子交换”和“洗脱”可简单表示为ORVO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”或“中”。
“流出液”中阳离子最多的是________。
“沉钒”得到偏钒酸铵VO沉淀，写出“煅烧”中发生反应的化学方程式___________________________________________________。钒是一种熔点很高的金属，具有良好的可塑性和低温抗腐蚀性，有延展性、硬度大，无磁性。广泛应用于钢铁、航空航天、能源、化工等领域。中铝集团平果铝业公司目前使用一种新型工艺，以便从铝业生成的固体废料赤泥中提取金属钒，具体工艺流程图如下： 已知：Ⅰ钒有多种价态，其中价最稳定。钒在溶液中主要以和的形式存在，存在平衡：。Ⅱ部分含钒物质在水中的溶解性如表所示：物质 溶解性 难溶 难溶 易溶 Ⅲ部分离子的沉淀pH：  开始沉淀pH 完全沉淀pH 请回答下列问题：碱浸步骤中最好选用________填字母。溶液                                  氨水               纯碱溶液写出滤液1与足量二氧化碳反应的离子方程式：_______________________。磁选步骤得到的磁性产品为________________。溶液1到溶液2的过程中，调节pH值至8有两个目的，一是除去铜离子，二是使________________________。滤渣3的主要成分为____________，工业上常用铝热反应法由冶炼金属钒，请写出反应的化学方程式：_____________________________。钒钢具有高强度、弹性优良抗磨损、抗冲击等性能，可用于汽车和飞机制造。一种从石煤中含、、和少量提取的流程如下： 已知：  煤油中的溶解度很大较小0很大请回答：“酸浸”时，为提高浸出速率，除适当增加硫酸浓度、减小石煤矿粉粒径外，还可采取的措施有________；生成反应的离子方程式为________。从整个流程来看，“还原”的目的为________。实验室模拟“萃取”时，需用到的玻璃仪器有________。“氧化”时发生反应的离子方程式为________。上述流程中可以循环利用的物质有________。全钒液流储能电池的工作原理为：。充电时，阳极的电极反应式为________；两极区被质子交换膜隔开，放电时，若外电路转移，则正极区溶液中________填“增加”或“减少”________mol。五氧化二钒是硫酸工业中的重要催化剂，科研小组从废钒催化剂含有、、、、中提取，设计工艺流程如下：



已知：
Ⅰ滤液1中含有、； Ⅱ的溶解度：、；、。回答下列问题：滤渣1的主要成分为_________________填化学式。“氧化”反应的离子方程式为__________________。常温下，。滤液2中不高于__________。“沉钒”温度不能过高，原因为_______________________________________。“重结晶”的目的为_______________________________________。滤渣3需进行洗涤，证明滤渣3洗涤干净的方法为_______________________。工业上常用浓吸收“煅烧”生成的气体，产物为_____________填化学式。钒电池因容量大、寿命长等优点应用领域十分广阔，其工作原理为。则放电时，正极的电极反应式为__________。