Question

工業(yè)上常用含少量Al₂O₃的釩鐵礦（FeO?V₂O₅）堿熔法提取V₂O₅．簡(jiǎn)要流程如下：

已知：①焙燒時(shí)Al₂O₃和V₂O₅都能與純堿反應(yīng)，生成相對(duì)應(yīng)的鈉鹽，同時(shí)放出CO₂氣體
②常溫下物質(zhì)的溶解度：NaVO₃～21.2g/l00g水；HVO₃～0.008g/l00g水
請(qǐng)回答：（1）請(qǐng)寫(xiě)出釩鐵礦焙燒時(shí)，V₂O₅與純堿反應(yīng)化學(xué)方程式

 

．“浸出渣B”的主要成分可能是①

 

；②

 

；③

 

；④

 

．（寫(xiě)化學(xué)式，可不填滿）
（2）生產(chǎn)中，不直接用H₂SO₄浸泡“燒渣A”獲取HVO₃的原因是

 

．
（3）“操作①”包括

 

、洗滌、干燥．如果不洗滌，則產(chǎn)品中可能含有的金屬陽(yáng)離子是

 

、

 

．下列裝置（部分夾持儀器省去）可用在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“操作②”的是

 

．（填序號(hào)）

（4）NaVO₃用于原油的脫硫技術(shù)，電V₂O₅溶于熱NaOH溶液中制取，反應(yīng)的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）釩鐵礦焙燒時(shí)，V₂O₅與純堿反應(yīng)生成相對(duì)應(yīng)的鈉鹽，同時(shí)放出CO₂氣體；FeO被氧化，可生成Fe₂O₃或Fe₃O₄；
（2）由信息②常溫下物質(zhì)的溶解度，可知H₂SO₄與NaVO₃反應(yīng)生成難溶的HVO₃，HVO₃包裹在一些燒渣的表面，阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行，且鐵的氧化物與硫酸反應(yīng)．增加干擾離子；
（3）操作①將固體與液體分離得到HVO₃，應(yīng)過(guò)濾，并洗滌附著的雜質(zhì)；
加入硫酸反應(yīng)，偏鋁酸鈉與NaVO₃與硫酸反應(yīng)都生成硫酸鈉，偏鋁酸根會(huì)轉(zhuǎn)化為鋁離子，據(jù)此判斷；
操作②是加熱分解固體HVO₃生成V₂O₅，應(yīng)在坩堝內(nèi)進(jìn)行；
（4）V₂O₅溶于NaOH溶液，反應(yīng)生成NaVO₃和水．

解答： 解：（1）釩鐵礦焙燒時(shí)，V₂O₅與純堿反應(yīng)生成相對(duì)應(yīng)的鈉鹽，同時(shí)放出CO₂氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為V₂O₅+Na₂CO₃

高溫  .

2NaVO₃+CO₂↑，F(xiàn)eO被氧化，可生成Fe₂O₃或Fe₃O₄，“浸出渣B”的主要成分可能是Fe₂O₃或Fe₃O₄，或者Fe₂O₃和Fe₃O₄，
故答案為：V₂O₅+Na₂CO₃ 

高溫  .

2NaVO₃+CO₂↑；Fe₂O₃或Fe₃O₄，或者Fe₂O₃和Fe₃O₄；
（2）由信息②常溫下物質(zhì)的溶解度，可知H₂SO₄與NaVO₃反應(yīng)生成難溶的HVO₃，HVO₃包裹在一些燒渣的表面，阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行，從而降低了HVO₃產(chǎn)率，且使產(chǎn)生的HVO₃不純．另外，鐵的氧化物會(huì)和硫酸反應(yīng)生成鐵離子，增加干擾離子，消耗硫酸，浪費(fèi)資源，
故答案為：H₂SO₄與NaVO₃反應(yīng)生成難溶的HVO₃，HVO₃包裹在一些燒渣的表面，阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行，從而降低了HVO₃產(chǎn)率，且使產(chǎn)生的HVO₃不純．另外，鐵的氧化物會(huì)和硫酸反應(yīng)生成鐵離子，增加干擾離子，消耗硫酸，浪費(fèi)資源；
（3）操作①將固體與液體分離得到HVO₃，應(yīng)過(guò)濾，并洗滌附著的雜質(zhì)；
加入硫酸反應(yīng)，偏鋁酸鈉與NaVO₃與硫酸反應(yīng)都生成硫酸鈉，偏鋁酸根會(huì)轉(zhuǎn)化為鋁離子，不洗滌，產(chǎn)品中可能含有的金屬陽(yáng)離子是Na⁺、Al³⁺；
操作②是加熱分解固體HVO₃生成V₂O₅，應(yīng)在坩堝內(nèi)進(jìn)行，故選B，
故答案為：過(guò)濾；Na⁺；Al³⁺；B；
（4）V₂O₅溶于NaOH溶液，反應(yīng)生成NaVO₃和水，離子反應(yīng)為V₂O₅+2OH^-

△   .

2VO₃^-+H₂O，
故答案為：V₂O₅+2OH^-  

△   .

2VO₃^-+H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題以化學(xué)工業(yè)流程考查物質(zhì)的分離提純，把握流程發(fā)生的反應(yīng)及混合物的分離方法為解答的關(guān)鍵，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，注意基礎(chǔ)知識(shí)的理解掌握，題目難度中等．