釩具有廣泛用途。黏土釩礦中，釩以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。
該工藝條件下，溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。
| 金屬離子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ | Mn2+ |
| 開始沉淀pH | 1.9 | 7.0 | 3.0 | 8.1 |
| 完全沉淀pH | 3.2 | 9.0 | 4.7 | 10.1 |
（1）“酸浸氧化”需要加熱，其原因是
加快酸浸和氧化反應速率（促進氧化完全）
加快酸浸和氧化反應速率（促進氧化完全）
。（2）“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成
VO
+
2
Fe2+
Fe2+
離子被氧化。寫出VO+轉化為VO
+
2
VO++2H++MnO2=+Mn2++H2O
VO
+
2
VO++2H++MnO2=+Mn2++H2O
。VO
+
2
（3）“中和沉淀”中，釩水解并沉淀為V2O5?xH2O，隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、
Mn2+
Mn2+
，以及部分的 Fe3+和Al3+
Fe3+和Al3+
。（4）“沉淀轉溶”中，V2O5?xH2O轉化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是
Fe（OH）3
Fe（OH）3
。（5）“調pH”中有沉淀生產(chǎn)，生成沉淀反應的化學方程式是
HCl+Na[Al（OH）4]=Al（OH）3↓+NaCl+H2O
HCl+Na[Al（OH）4]=Al（OH）3↓+NaCl+H2O
。（6）“沉釩”中析出NH4VO3晶體時，需要加入過量NH4Cl,其原因是
利用同離子效應，促進NH4VO3盡可能析出完全
利用同離子效應，促進NH4VO3盡可能析出完全
。【考點】物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用．
【答案】加快酸浸和氧化反應速率（促進氧化完全）；Fe2+；VO++2H++MnO2=+Mn2++H2O；Mn2+；Fe3+和Al3+；Fe（OH）3；HCl+Na[Al（OH）4]=Al（OH）3↓+NaCl+H2O；利用同離子效應，促進NH4VO3盡可能析出完全
VO
+
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：98引用：2難度：0.5
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1．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（Fe主要以Fe2O3存在）轉變成重要的化工原料FeSO4（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原，應選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液 B．KCl溶液 C．KSCN 溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質被除盡，通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1648kJ/mol
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料，該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應式是
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%，將a kg質量分數(shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其它雜質浸出消耗的硫酸以及調pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計，按上述流程，第Ⅲ步應加入FeCO3kg。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：495引用：3難度：0.3 -
2．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe2O3存在）轉變成重要的化工原料FeSO4（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考慮其他反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原，應選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液B．K3[Fe（CN）6]溶液C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5．2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料，已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1 648kJ?mol-1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ?mol-1
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正極反應式是。
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將akg質量分數(shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其他雜質浸出消耗的硫酸以及調pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程，第Ⅲ步應加入FeCO3kg.（不需計算，寫出表達式即可）發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：28引用：2難度：0.5 -
3．四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體，用作電子計算機中存儲信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料（含有少量CaO、MgO、Ca（OH）2等物質）制備Mn3O4的工藝流程如圖：
已知：①氧化時鼓入空氣使溶液的電位迅速上升；
②四氧化三錳中錳的化合價與四氧化三鐵中鐵的化合價類似。
回答下列問題：
（1）為提高“溶解”效率，可采取的措施有。
（2）濾渣的主要成分是。
（3）氧化時，生成Mn3O4的離子方程式為產(chǎn)生氨氣以回收利用。
（4）向母液可加入。
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.（NH4）2CO3
（5）通過對上述“氧化”工藝進行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關系如圖所示
氧化時N2H4?H2O的作用是。
（6）四氧化三錳的其他制法：
①熱還原法：
在甲烷氣體存在下，將Mn2O3還原成Mn3O4的化學方程式為。
②電解法：
利用電解原理，制備四氧化三錳裝置如圖所示。（電極材料均為惰性電極，＜代表電子流向）
電源正極為（填“a”或“b”），陽極的電極反應式為。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：14引用：1難度：0.6
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