以废钒电池负极电解液(主要化学成分是V3+、V2+、H2SO4)为原料，回收其中的钒制备V2O5的工艺流程如图所示：已知：氯酸(HClO3)浓度较高或受热时易发生分解。请回答下列问题：

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1. 以废钒电池负极电解液(主要化学成分是V³⁺、V²⁺、H₂SO₄)为原料，回收其中的钒制备V₂O₅的工艺流程如图所示：

已知：氯酸(HClO₃)浓度较高或受热时易发生分解。请回答下列问题：

(1) 在“氧化”中低价态钒都转化为 $\text{[math]}$ ，其中V³⁺转化反应的离子方程式为，实际生产中的氧化剂不选择HClO₃的原因是。

(2) pH对沉钒率(η)的影响如图所示，则沉钒时控制钒液合适的pH范围是，沉淀产物为2NH₄V₃O₈·H₂O，则加(NH₄)₂SO₄沉钒的离子方程式是。

(3) “过滤”后对沉淀进行洗涤，采用稀(NH₄)₂SO₄作洗涤液的目的是。检验沉淀已洗涤干净的操作是。

(4) “煅烧”需要在通风或氧化气氛下进行，其目的是。

【考点】

氧化还原反应方程式的配平; 硫酸根离子的检验; 化学实验方案的评价; 离子方程式的书写;

【答案】

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流程题普通

1. $\text{[math]}$ 是一种重要的化学品，其合成方法不断发展。早期的制备方法如下：

$\text{[math]}$

(1) $\text{[math]}$ 的电子式是。

(2) Ⅰ为分解反应，产物除 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 外，还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是。

(3) Ⅲ中生成 $\text{[math]}$ ，反应的化学方程式是。

(4) 减压能够降低蒸馏温度。请结合化学方程式说明Ⅴ中采用减压蒸馏的原因：。

(5) 工业上可用 $\text{[math]}$ 制备 $\text{[math]}$ ，其中一步是 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ ，该步反应的化学方程式是。

流程题普通

2. 稀土金属铼(Re)常作高温合金和催化剂的添加剂。工业上，以含铼废料(主要含Re、 $\text{[math]}$ 、Fe、Ni和 $\text{[math]}$ )为原料制备金属铼的工艺流程如图所示，回答下列问题：

已知：①酸浸液中含强酸 $\text{[math]}$ ；

②“离子交换”发生的反应可表示为 $\text{[math]}$ 。

(1) “浸渣”的主要成分为(填化学式)。

(2) “制粉焙烧”时， $\text{[math]}$ (S为 $\text{[math]}$ 价)中1molRe(Ⅱ)失去5mol电子， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应的化学方程式为。

(3) 操作A的名称是，实验室完成操作B除需要三脚架、泥三角、酒精灯、玻璃棒和坩埚外，还需要的仪器是(填名称)。

(4) 试剂X是(填溶质的化学式)，“反萃取”中分离的有机相可循环用于(填名称)工序。

(5) 其他条件相同时，“离子交换”过程中料液和D296体积比与Re交换率、Re交换量的关系如图1所示，混合液的pH与 $\text{[math]}$ 提取率的关系如图2所示。

①由图1和图2推断，“离子交换”选择的适宜条件为。

②由图2知，其他条件相同，混合液的 $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 的提取率降低的主要原因是。

(6) 利用“热还原”相关量可以确定Re的相对原子质量。

某小组获得下列3组实验数据：

① $\text{[math]}$ 的质量、消耗 $\text{[math]}$ 的总量

②Re的质量、消耗 $\text{[math]}$ 的总量

③ $\text{[math]}$ 的质量、Re的质量

选择第(填序号)组数据并说明理由：。

流程题困难

3. 电解锰渣含有 $\text{[math]}$ 等。将电解锰渣与电解残液混合制成浆液，能在脱除烟气(含 $\text{[math]}$ 等)中 $\text{[math]}$ 的同时，实现电解锰渣的资源化利用。

(1) 上述流程中为增大反应速率采取的措施有。

(2) 电解锰渣中的 $\text{[math]}$ 能吸收烟气中的 $\text{[math]}$ ，反应的方程式为。

(3) 电解锰渣与电解残液混合后，浆液中部分离子浓度(mol/L)及 $\text{[math]}$ 在脱硫过程中的变化如下。

	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	7.5
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	1.7

①用方程式表示脱硫过程溶液 $\text{[math]}$ 降低的原因。

②分析浆液中 $\text{[math]}$ 浓度增大的原因：

i． $\text{[math]}$ 被 $\text{[math]}$ 还原。

ii． $\text{[math]}$ 被 $\text{[math]}$ 还原，离子方程式为。

iii．(用离子方程式表示)。

(4) 电解获得 $\text{[math]}$ ，装置如下图所示：

①滤液2在电解池(填“阳”或“阴”)极放电产生 $\text{[math]}$ 。

②净化过程须除去 $\text{[math]}$ 。研究发现，滤液2中即使含有少量 $\text{[math]}$ ，也会导致 $\text{[math]}$ 产率大幅降低，分析原因：。

流程题普通