當(dāng)前位置： 2020年山東省名校交流高考化學(xué)模擬試卷（6月份）> 試題詳情

釩是“現(xiàn)代工業(yè)味精”，是發(fā)展現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代國防和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不可缺少的重要材料。鋁土礦的主要成分Al₂O₃（含SiO₂、V₂O₅、Fe₂O₃等雜質(zhì)），利用Bayer法從鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的母液中提取釩的過程如圖所示。

（1）赤泥中除了含有水合鋁硅酸鈉外，還有
Fe₂O₃
Fe₂O₃
。
（2）生成VO₄^3-的離子方程式為
V₂O₅+6OH^-=2VO₄^3-+3H₂O
V₂O₅+6OH^-=2VO₄^3-+3H₂O
。
（3）沉淀物中含有水合鋁酸鈣（2CaO?Al₂O₃?8H₂O）、水合鋁硅酸鈣（水化石榴石3CaO?Al₂O₃?SiO₂?4H₂O）
和釩酸鈣（3CaO?V₂O₅），其中存在3Ca（OH）₂（s）+2VO₄^3-?3CaO?V₂O₅（s）+6OH^-，加入Na₂CO₃能夠使釩酸鈣溶解的原因
發(fā)生Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH，c（OH^-）增大使3Ca（OH）₂（s）+2VO₄^3-?3CaO?V₂O₅（s）+6OH^-逆向移動，有利于溶出VO₄^3-
發(fā)生Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH，c（OH^-）增大使3Ca（OH）₂（s）+2VO₄^3-?3CaO?V₂O₅（s）+6OH^-逆向移動，有利于溶出VO₄^3-
。（用平衡原理解釋）
（4）加入離子交換樹脂（C₁₂H₁₈NCl）進行吸附和淋洗液解吸附的過程為R^n-+nC₁₂H₁₈NCl
吸附
解吸
（C₁₂H₁₈N）_nR+nCl^-，R^n-的結(jié)構(gòu)為
V₁₀O₂₈^6-
V₁₀O₂₈^6-
。0.1mol/L V₂O₃在不同pH的存在形態(tài)如表所示。

pH 13～14 11～13 8.5～11 7.5～8.5 5～7.5 3～5 1～3

存在形態(tài) VO₄^3- V₂O₁₄^- V₄O₁₂^4- V₁₀O₂₈^6- HV₁₀O₂₈^5- H₂V₁₀O₂₈^4- V₂O₅

（5）為了減少排放，實現(xiàn)原料的重復(fù)利用，除了洗液、流出液所含的物質(zhì)可以循環(huán)利用外，還有物質(zhì)可以重復(fù)利用
NaCl、NH₄Cl
NaCl、NH₄Cl
。（至少寫兩種）
（6）利用鋁熱反應(yīng)從V₂O₅中制取510g V需要鋁的質(zhì)量為
450g
450g
。

【考點】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用；金屬冶煉的一般原理．

【答案】Fe₂O₃；V₂O₅+6OH^-=2VO₄^3-+3H₂O；發(fā)生Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH，c（OH^-）增大使3Ca（OH）₂（s）+2VO₄^3-?3CaO?V₂O₅（s）+6OH^-逆向移動，有利于溶出VO₄^3-；V₁₀O₂₈^6-；NaCl、NH₄Cl；450g

【解答】

【點評】

聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。

當(dāng)前模式為游客模式，立即登錄查看試卷全部內(nèi)容及下載

發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：66引用：3難度：0.3

相似題

1．四氧化三鈷（Co₃O₄）為典型半導(dǎo)體，具有成本低、來源廣、穩(wěn)定性好和催化活性高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于超級電容器、鋰離子電池、催化劑、氣體傳感器、壓敏陶瓷、磁性材料和顏料等領(lǐng)域。從工業(yè)鈷渣（含Co₂O₃、Fe₂O₃等）中提取Co₃O₄的工藝流程如圖所示。

回答下列問題：
（1）在“溶解還原”時，需要將鈷渣粉碎的目的是

。已知Co₃O₄與Fe₃O₄相似，則其中鈷的化合價為

價。
（2）請寫出“溶解還原”過程中Co₂O₃轉(zhuǎn)化為Co²⁺的離子方程式：

。
（3）已知：“沉鈷”時用到（NH₄）₂C₂O₄溶液。（NH₄）₂C₂O₄溶液中，
NH
+
4
、C₂
O
2
-
4
、HC₂
O
-
4
三種離子濃度由大到小的順序為

。
（4）10g鈷渣經(jīng)上述過程后得到agCoC₂O₄固體，然后在坩堝中加熱“煅燒”至恒重后的剩余固體的質(zhì)量為bg。
①寫出CoC₂O₄固體在空氣中“煅燒”反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。
②若從鈷渣到CoC₂O₄（其中有95%的鈷元素來源于鈷渣）過程中，鈷元素的利用率為80%，且a-b=6，則agCoC₂O₄固體的物質(zhì)的量為

mol,鈷渣中鈷的質(zhì)量分數(shù)為

（保留三位有效數(shù)字）。
發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：5引用：3難度：0.5
解析

2．LiCoO₂（鈷酸鋰）是鋰離子電池的正極材料。以某海水為原料制備鈷酸鋰的一種流程如圖。
已知如下信息：
①該海水中含濃度較大的LiCl,含少量MgCl₂、CaCl₂、MnCl₂等。
②碳酸鋰的溶解度與溫度關(guān)系如圖所示。

③常溫下，幾種難溶物質(zhì)的溶度積數(shù)據(jù)如表：

物質(zhì) Li₂CO₃ MgCO₃ CaCO₃ MnCO₃ Mg（OH）₂

K_sp 2.5×10^-2 6.8×10^-6 2.8×10^-9 2.3×10^-11 6.0×10^-10

請回答下列問題：
（1）LiCoO₂中鈷的化合價為

，濾渣1主要成分有MgCO₃、Mg（OH）₂、CaCO₃和

（填化學(xué)式）。
（2）調(diào)pH=5的目的是

。
（3）“沉鋰”包括過濾、洗滌等，宜用

（填“熱水”或“冷水”）洗滌Li₂CO₃。加入純堿的量與鋰回收率的關(guān)系如表所示。

序號 n（Na₂CO₃）/n（LiCl）沉淀質(zhì)量/g 碳酸鋰含量/% 鋰回收率/%

① 0.9：1 10.09 92.36 77.67

② 1.0：1 10.97 90.19 82.46

③ 1.1：1 11.45 89.37 85.27

④ 1.2：1 12.14 84.82 85.45

從生產(chǎn)成本考慮，宜選擇

（填序號）方案投料。
（4）“合成”中采用高溫條件，放出一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體。寫出“合成”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

。
（5）若以甲烷燃料電池（稀H₂SO₄作電解質(zhì)溶液）為電源給鋰離子電池充電，則甲烷燃料電池的負極電極反應(yīng)式為

。

發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：7引用：1難度：0.6

解析

3．鎳酸鋰（LiNiO₂）是一種具有潛力的鋰離子電池材料。以鎳催化劑廢渣（主要成分是Ni,含少量Zn、Fe、CaO、SiO₂等雜質(zhì)）為原料制備鎳酸鋰的流程如圖。

請回答下列問題：
（1）LiNiO₂中鎳的化合價為

。
（2）在實驗室中，“萃取、分液”需要的儀器有

（填字母）。

（3）如果加入足量次氯酸鈉溶液“除鐵”，則“除鐵”反應(yīng)的離子方程式為

。
（4）“除鈣”操作不能在玻璃儀器中進行，其原因是

。
（5）有人認為“除鈣”中可以用HF替代NH₄F，則“除鈣”反應(yīng)Ca²⁺（aq）+2HF（aq）?CaF₂（s）+2H⁺（aq）的平衡常數(shù)K=

[已知：室溫下，HF的電離常數(shù)K_a=4.0×10^-4，K_sp（CaF₂）=1.6×10^-10]。
（6）“酸浸”中鎳浸出率與液固比（稀硫酸濃度一定時溶液體積與鎳渣質(zhì)量之比）的關(guān)系如圖1所示，最佳液固比為

。當(dāng)液固比一定時，鎳浸出率與溫度的關(guān)系如圖2所示，40℃之前，隨著溫度升高，鎳浸出率逐漸增大的主要原因是

。

（7）用3NiCO₃?2Ni（OH）₂?H₂O制備鎳酸鋰的化學(xué)方程式為

。
發(fā)布：2024/11/6 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
解析

把好題分享給你的好友吧~~

pH	13～14	11～13	8.5～11	7.5～8.5	5～7.5	3～5	1～3
存在形態(tài)	VO₄^3-	V₂O₁₄^-	V₄O₁₂^4-	V₁₀O₂₈^6-	HV₁₀O₂₈^5-	H₂V₁₀O₂₈^4-	V₂O₅

物質(zhì)	Li₂CO₃	MgCO₃	CaCO₃	MnCO₃	Mg（OH）₂
K_sp	2.5×10^-2	6.8×10^-6	2.8×10^-9	2.3×10^-11	6.0×10^-10

序號	n（Na₂CO₃）/n（LiCl）	沉淀質(zhì)量/g	碳酸鋰含量/%	鋰回收率/%
①	0.9：1	10.09	92.36	77.67
②	1.0：1	10.97	90.19	82.46
③	1.1：1	11.45	89.37	85.27
④	1.2：1	12.14	84.82	85.45