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利用工業(yè)釩渣(FeO?V2O3,含Al2O3、SiO2等雜質(zhì))和β-鋰輝礦(LiAlSi2O6,含少量MgO、CaCO3等雜質(zhì))制備鋰電極材料的填充物磷酸釩鋰[Li3V2(PO43]的流程如圖:

已知:
①有機(jī)萃取劑(HR)易萃取VO2+:VOSO4+2HR(有機(jī)層)?VOR2(有機(jī)層)+H2SO4
②V2O5微溶于水,具有強(qiáng)氧化性,屬于兩性氧化物;草酸具有強(qiáng)還原性,加熱易分解;
③向Na3VO4溶液(加熱生成
VO
-
3
)中加酸,不同pH對(duì)應(yīng)的主要存在形式如下表:
pH ≥13 10.6~12 約8.4 3~8 約2 <1
存在形式
VO
3
-
4
V2
O
4
-
7
V3
O
3
-
9
V10
O
6
-
28
V2O5
VO
+
2
④當(dāng)某離子濃度≤10-5mol?L-1時(shí),可認(rèn)為該離子沉淀完全。
回答下列問題:
(1)“焙燒”時(shí)釩渣中V、Al、Si元素轉(zhuǎn)化為NaVO3、NaAlO2、Na2SiO3等可溶性鈉鹽,F(xiàn)eO?V2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
4[FeO?V2O3]+5O2+4Na2CO3
高溫
2Fe2O3+8NaVO3+4CO2
4[FeO?V2O3]+5O2+4Na2CO3
高溫
2Fe2O3+8NaVO3+4CO2
;“還原”過程中通入足量SO2,則還原產(chǎn)物為
VO2+、Fe2+
VO2+、Fe2+
(填離子符號(hào))。
(2)“沉釩”時(shí),加入KClO3不能過量的原因是
KClO3氧化VO2+離子時(shí),生成Cl-,過量KClO3與Cl-生成氯氣污染環(huán)境
KClO3氧化VO2+離子時(shí),生成Cl-,過量KClO3與Cl-生成氯氣污染環(huán)境
,加硫酸需控制pH約為
2
2

(3)用草酸溶解“濾渣Ⅱ”時(shí),需要水浴加熱控制70℃左右,濾渣Ⅱ溶解的化學(xué)方程式為
V2O5+5H2C2O4=V2(C2O43+4CO2+5H2O
V2O5+5H2C2O4=V2(C2O43+4CO2+5H2O
,溫度超過70℃時(shí),濾渣Ⅱ溶解速率反而減慢的可能原因是
超過70℃,草酸加熱分解
超過70℃,草酸加熱分解

(4)“濾渣Ⅲ”主要成分是
H2SiO3、CaSO4
H2SiO3、CaSO4
。若凈化時(shí)溶液中c(Ca2+)和c(Li+)分別為0.01mol?L-1、1.0mol?L-1,則加入Na2CO3時(shí),理論上c(
CO
2
-
3
)應(yīng)控制的范圍為
2.5×10-4mol/L≤c(
CO
2
-
3
)<1.6×10-3mol/L
2.5×10-4mol/L≤c(
CO
2
-
3
)<1.6×10-3mol/L
,使Ca2+和Li+分離[已知Ksp(CaCO3)=2.5×10-9,Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3]。

【答案】4[FeO?V2O3]+5O2+4Na2CO3
高溫
2Fe2O3+8NaVO3+4CO2;VO2+、Fe2+;KClO3氧化VO2+離子時(shí),生成Cl-,過量KClO3與Cl-生成氯氣污染環(huán)境;2;V2O5+5H2C2O4=V2(C2O43+4CO2+5H2O;超過70℃,草酸加熱分解;H2SiO3、CaSO4;2.5×10-4mol/L≤c(
CO
2
-
3
)<1.6×10-3mol/L
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/24 14:0:35組卷:36引用:1難度:0.6
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    發(fā)布:2025/1/6 7:30:5組卷:26引用:2難度:0.9
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    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     
    。
    (2)“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示)。
    (3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     
    。
    (4)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     

    (5)ag燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵bg。藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示)。

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.5
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    (1)焙燒時(shí)產(chǎn)生的主要有害氣體是
     

    (2)若在空氣中“酸浸”時(shí)間過長(zhǎng),溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    (除KSCN外).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
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