接触室中废钒催化剂含V2O5、VOSO4和SiO2等,VOSO4能溶于水,从废钒催化剂中回收V2O5的主要流程如下:
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:化学作业 时间:2024/08/26 14:57:09
接触室中废钒催化剂含V2O5、VOSO4和SiO2等,VOSO4能溶于水,从废钒催化剂中回收V2O5的主要流程如下:
(1)反萃取过程使用1.5mol/L H2SO4,配制500mL该溶液需要质量分数为98%的浓硫酸______(98%浓硫酸的密度为1.84g/cm3).实验中需要的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、量筒、______、______.
(2)Na2SO3与V2O5的反应中,氧化剂是______.浸取还原过程的产物为VOSO4,氧化反应为:KClO3+VOSO4+H2SO4→(VO)2(SO4)3+KCl+H2O(未配平),该反应中KClO3与VOSO4的计量数之比为______.
(3)质谱法分析沉淀的摩尔质量为598g/mol,取沉淀59.8g充分焙烧,得固体残留物 54.6g,再将所得气体通过碱石灰,减少1.8g,剩余气体能被稀硫酸完全吸收.通过计算确定沉淀的化学式.(V的相对原子质量为51)
(1)反萃取过程使用1.5mol/L H2SO4,配制500mL该溶液需要质量分数为98%的浓硫酸______(98%浓硫酸的密度为1.84g/cm3).实验中需要的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、量筒、______、______.
(2)Na2SO3与V2O5的反应中,氧化剂是______.浸取还原过程的产物为VOSO4,氧化反应为:KClO3+VOSO4+H2SO4→(VO)2(SO4)3+KCl+H2O(未配平),该反应中KClO3与VOSO4的计量数之比为______.
(3)质谱法分析沉淀的摩尔质量为598g/mol,取沉淀59.8g充分焙烧,得固体残留物 54.6g,再将所得气体通过碱石灰,减少1.8g,剩余气体能被稀硫酸完全吸收.通过计算确定沉淀的化学式.(V的相对原子质量为51)
(1)设需要改浓硫酸的体积为VmL,稀释过程中溶质硫酸的质量不变,则:1.5mol/L×0.5L×98g/mol=VmL×1.84g/mL×98%,解得V≈40.8;配制500mL 1.5mol/L H2SO4的过程中需要使用的仪器有:烧杯、玻璃棒、量筒、500mL容量瓶、胶头滴管,还缺少500mL容量瓶、胶头滴管,
故答案为:40.8mL;500mL容量瓶;胶头滴管;
(2)V2O5中V的化合价为+5价,反应后产物VOSO4中V化合价为+4价,V的化合价降低被还原,在反应中V2O5做氧化剂;
氧化反应为:KClO3+VOSO4+H2SO4→(VO)2(SO4)3+KCl+H2O(未配平),该反应中KClO3在反应中化合价由+5变成了-1价,化合价降低6价,而VOSO4的化合价由+4变为(VO)2(SO4)3中的+5,化合价升高1价,化合价变化的最小公倍数为6,所以该反应中KClO3与VOSO4的计量数之比为1:6,
故答案为:V2O5;1:6;
(3)59.8g沉淀的物质的量为:
59.8g
598g/mol=0.1mol;
取沉淀59.8g充分焙烧,得固体残留物54.6g,该残留物为V2O5,其物质的量为:n(V2O5)=
54.6g
182g/mol=0.3mol;
所得气体通过碱石灰,减少1.8g,该1.8g为水,水的物质的量为:n(H2O)=
1.8g
18g/mol=0.1mol;
剩余气体能被稀硫酸完全吸收,硫酸稀释的为氨气,氨气的物质的量为:n(NH3)=
59.8g−54.6g−1.8g
17g/mol=0.2mol;
所以该沉淀的化学式为:3V2O5•2NH3•H2O,即:V6N2H8O16,
答:该沉淀的化学式为V6N2H8O16.
故答案为:40.8mL;500mL容量瓶;胶头滴管;
(2)V2O5中V的化合价为+5价,反应后产物VOSO4中V化合价为+4价,V的化合价降低被还原,在反应中V2O5做氧化剂;
氧化反应为:KClO3+VOSO4+H2SO4→(VO)2(SO4)3+KCl+H2O(未配平),该反应中KClO3在反应中化合价由+5变成了-1价,化合价降低6价,而VOSO4的化合价由+4变为(VO)2(SO4)3中的+5,化合价升高1价,化合价变化的最小公倍数为6,所以该反应中KClO3与VOSO4的计量数之比为1:6,
故答案为:V2O5;1:6;
(3)59.8g沉淀的物质的量为:
59.8g
598g/mol=0.1mol;
取沉淀59.8g充分焙烧,得固体残留物54.6g,该残留物为V2O5,其物质的量为:n(V2O5)=
54.6g
182g/mol=0.3mol;
所得气体通过碱石灰,减少1.8g,该1.8g为水,水的物质的量为:n(H2O)=
1.8g
18g/mol=0.1mol;
剩余气体能被稀硫酸完全吸收,硫酸稀释的为氨气,氨气的物质的量为:n(NH3)=
59.8g−54.6g−1.8g
17g/mol=0.2mol;
所以该沉淀的化学式为:3V2O5•2NH3•H2O,即:V6N2H8O16,
答:该沉淀的化学式为V6N2H8O16.
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