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    15．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+5价最稳定．钒在溶液中主要以V02+和V03-的形式存在，存在平衡V02++H20?V03-+2H+．
    Ⅱ．部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：
    物质V205NH4V03（V02）2S04
    溶解性难溶难溶易溶
    Ⅲ．部分离子的沉淀pH值：
    Cu2+Fe2+Fe3+
    开始沉淀pH值5.27.62.7
    完全沉淀pH值6.49.63.7
    请回答下列问题：
    （1）碱浸步骤中最好选用a．
    a．Na0H溶液b．氨水    c．纯碱溶液
    （2）写出滤液1与足量二氧化碳反应的离子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3+HCO3-；．
    （3）磁选步骤得到的磁性产品为铁．
    （4）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，二是使使VO2+转化为VO3-．
    （5）滤渣3的主要成分为NH4VO3，工业上常用铝热反应法由V205冶炼金属钒，请写出反应的化学方程式3V205+10Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al203．

    分析 赤泥主要含有铁的氧化物、Al2O3、V2O5、V2O5、CuO，进行碱浸，氧化铝溶解形成偏铝酸盐，过滤后滤渣1含有，滤液1含有偏铝酸盐，通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀，经过加热分解可得到氧化铝，滤渣1经过还原磁选，可以分离出磁性产品应为铁，非磁性产品在空气中焙烧，再用足量的硫酸溶解，溶液1中含有铜离子，调节PH值到8，铜离子沉淀完全，过滤得滤渣2应为氢氧化铜，同时由于溶液中存在平衡VO2++H2O?VO3-+2H+，酸过量会抑制的生成NH4VO3，所以要调节溶液的PH值，过滤得溶液2中主要含钒元素以VO2+和VO3-的形式存在，再加入氯化铵转化为NH4VO3，过滤后果得滤渣3为NH4VO3，焙烧得到V2O5，据此答题．

    解答 解：赤泥主要含有铁的氧化物、Al2O3、V2O5、V2O5、CuO，进行碱浸，氧化铝溶解形成偏铝酸盐，过滤后滤渣1含有，滤液1含有偏铝酸盐，通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀，经过加热分解可得到氧化铝，滤渣1经过还原磁选，可以分离出磁性产品应为铁，非磁性产品在空气中焙烧，再用足量的硫酸溶解，溶液1中含有铜离子，调节PH值到8，铜离子沉淀完全，过滤得滤渣2应为氢氧化铜，同时由于溶液中存在平衡VO2++H2O?VO3-+2H+，酸过量会抑制的生成NH4VO3，所以要调节溶液的PH值，过滤得溶液2中主要含钒元素以VO2+和VO3-的形式存在，再加入氯化铵转化为NH4VO3，过滤后果得滤渣3为NH4VO3，焙烧得到V2O5，
    （1）根据上面的分析可知，碱浸要使氧化铝，所以只能用强碱，故选a；
    （2）滤液1含有偏铝酸盐，滤液1与足量二氧化碳反应的离子方程式为AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3+HCO3-，
    故答案为：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3+HCO3-；
    （3）根据上面的分析可知，磁选步骤得到的磁性产品为铁，
    故答案为：铁；
    （4）根据上面的分析可知，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VO2+转化为VO3-，
    故答案为：使VO2+转化为VO3-；
    （5）根据上面的分析可知，滤渣3的主要成分为NH4VO3，工业上常用铝热反应法由V205冶炼金属钒，反应的化学方程式为3V205+10Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al203，
    故答案为：NH4VO3；3V205+10Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al203．

    点评 本题考查物质准备工艺流程，易根据问题进行分析解答，熟练掌握元素化合物性质，对工艺流程题目关键是理解整个过程，常涉及物质的分离提纯、条件的控制、原理的分析评价、陌生方程式书写等，而涉及的元素化合物多是中学比较陌生的，侧重考查学生分析能力、知识迁移运用能力．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    12．（1）如图曲线表示部分短周期元素的原子序数（按递增顺序排列）和其常见单质沸点的关系．其中A点表示的单质是F2 （填化学式）．

    （2）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过X射线衍射方法区分晶体、准晶体和非晶体．
    （3）氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有16个铜原子．
    （4）很多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长光的形式将能量释放出来
    （5）已知HF与F-通过氢键结合成HF2-．判断HF2-和HF2-微粒间能否形成氢键，并说明理由．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    13．下列说法正确的是（　　）
    A．NaCl晶体中每个钠离子与周围6个氯离子形成6个离子键
    B．前四周期元素的原子中，未成对电子数最多的是Mn
    C．金属导电的原因是在外电场作用下金属产生自由电子，电子定向运动
    D．岩浆冷却过程中，晶格能高的矿物晶体先结晶

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    3．下列各组元素性质递变情况错误的是（　　）
    A．Li、Be、B原子最外层电子数依次升高
    B．P、S、Cl元素最高正化合价依次升高
    C．B、C、N、O、F原 子半径依次升高
    D．Li、Na、K的原子半径依次增大

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    10．下列有关酸的事实和括号中对应表现出的性质均正确的是（　　）
    A．H2S气体能用浓硫酸进行干燥（浓硫酸的吸水性）
    B．铜与浓硝酸制备NO2气体（浓硝酸的强氧化性、酸性）
    C．SO2的水溶液能够使品红溶液褪色（H2SO3的强氧化性）
    D．可口可乐瓶盖打开后，有大量气体逸出（H2CO3的挥发性）

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    20．向20mL1mol/LAl2（SO4）3溶液中，加入30mLKOH溶液，充分反应后，得0.78g沉淀，则KOH溶液的物质的量浓度为（　　）
    A．5mol/LB．3mol/LC．2mol/LD．7mol/L

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    7．在一定条件下，可逆反应2A?B+3C在下列4种状态中，处于平衡状态的是（　　）
    A．正反应速度 vA=2mol/（L•min）逆反应速度vB=2 mol/（L•min）
    B．正反应速度 vA=2mol/（L•min）逆反应速度vC=2 mol/（L•min）
    C．正反应速度 vA=1mol/（L•min）逆反应速度vB=1.5 mol/（L•min）
    D．正反应速度 vA=1mol/（L•min）逆反应速度vC=1.5mol/（L•min）

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    科目：高中化学 来源： 题型：推断题

    4．如表列出了8种短周期元素在元素周期表中时位置，请用相应的化学用语问答下列问题：

    （1）元素⑦在元素周期表中处于第三周期，第ⅥA族．
    （2）上述8种元素中，金属性最强的元素的符号为Na，最高价氧化物对应的水化物酸性最强的物质的分子式为HClO4．
    （3）元素②、③和⑥分别形成的简单气态氢化物中，稳定性最强的结构式为．②的简单气态氢化物的电子式为．
    （4）元素④和⑤各自的最高价氧化物对应的水化物之间反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
    （5）由①、⑦和⑧三种元素中的一种或几种组成的单质和化合物两两反应中．能证明元素⑧的非金属性强于⑦的置换反应的化学方程式为H2S+Cl2=S↓+2HCl．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    5．某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动．

    （1）如图1为某实验小组依据氧化还原反应：（用离子方程式表示）Fe+Cu2+═Fe2++Cu设计的原电池装置，反应前两电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差12g，导线中转移0.2mol电子
    （2）其它条件不变，若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液，石墨电极反应式为2H++2e-═H2↑；2H++2e-═H2↑；用吸管吸出铁片附近溶液少许于试管中，向其中滴加少量新制饱和氯水，写出发生反应的离子方程式2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-，然后滴加几滴硫氰化钾溶液，溶液变红，继续滴加过量新制饱和氯水，颜色褪去，某同学的认为是“溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态”，如果+3价铁被氯气氧化为FeO42-，写出该反应的离子方程式2Fe3++3Cl2+8H2O═2FeO42-+6Cl-+16H+．
    （3）其它条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，如图2所示，一段时间后，在甲装置铜丝附近滴加酚酞试液，现象是溶液变红电极反应为O2+2H2O+4e-═4OH-乙装置中石墨（1）为阴极（填正、负、阴、阳），乙装置中与铜线相连石墨电极上的生成物常用湿润淀粉碘化钾试纸检验．

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