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提高训练10
1．{2014深圳二模}（17分）钒及化合物用途广泛。工业上常用含少量Al2O3的钒铁矿（FeO×V2O5）碱熔法提取V2O5。简要流程如下：
操作 ①
钒铁矿石
烧渣A
浸出液
浸出渣B
滤液
HVO3
V2O5
稀H2SO4
H2O
焙烧

操作 ②
Na2CO3
空气

已知：
①焙烧时可发生反应：V2O5 + Al2O3+2Na2CO3 2NaVO3 +2NaAlO2 +2CO2­
②常温下物质的溶解度：NaVO3～21.2 g /100g水；HVO3～0.008 g /100g水
（1）“浸出渣B”的主要成分是 。（写化学式）
（2）生产中，不直接用H2SO4浸泡“烧渣A”获取HVO3的原因是 。
（3）“操作①”包括 、洗涤。如果不洗涤，则产品中可能含有的金属阳离子是 、 。下列装置（部分夹持仪器省去）可用在实验室进行“操作②”的是 。（填序号）

A B C D
（4）NaVO3用于原油的脱硫技术，由V2O5溶于NaOH溶液中制取，反应的离子方程式
为 。
（5）V2O5还可用于将硅铁炼成钒铁。生产中加入CaO可节能减排。有关反应如下：
2V2O5（l）+ 5Si（s）+ 5 CaO（s）= 4V（s）+ 5CaSiO3（s）；△H1 = -2096.7 kJ/mol
已知：CaSiO3（s）= CaO（s） + SiO2（s）； △H2 = +92.5 kJ/mol
则：2V2O5（l）+ 5Si（s）= 4V（s）+ 5SiO2（s）； △H3 = 。

2.（2014珠海二模）钡盐生产中排出大量的钡泥[主要含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]，某主要生产BaCO3的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2晶体及其他副产物，其部分工艺流程如下：
废渣2
废渣1
Ba(NO3)2晶体

X
稀硝酸

操作Ⅰ
调pH=4~5
操作
Ⅲ
操作Ⅱ
调pH=7

酸溶
钡泥
过滤3
过滤2
过滤1

容器a
容器c
容器b
母液循环

已知：① Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2和9.7
② Ba(NO3)2在热水中溶解度较大，在冷水中溶解度较小
③ KSP(BaSO4)=1.1×10―10，KSP (BaCO3)=5.1×10―9

（1）该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯，提纯的方法是：将产品加入足量的饱和Na2CO3溶液中，充分搅拌，过滤，洗涤。用离子方程式说明提纯原理：

（2）上述流程酸溶时，Ba(FeO2)2与HNO3反应生成两种硝酸盐，化学方程式为：

（3）该厂结合本厂实际，选用的X为 ；Ks5u
A．BaCl2 B．BaCO3 C．Ba(NO3)2 D．Ba(OH)2
（4）废渣2为
（5）操作Ⅲ为
（6）过滤3后的母液应循环到容器 　中。（填“a”、“b”或“c”）
（7）称取w克晶体溶于蒸馏水，加入足量的硫酸，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量为m克，则该Ba(NO3)2的纯度为 　　　 （相对分子质量：Ba(NO3)2为261，BaSO4为233）

1.【答案】（1）Fe2O3或Fe3O4，或者Fe2O3和Fe3O4 （2分）
（2）H2SO4与NaVO3反应生成难溶的HVO3，HVO3包裹在一些烧渣的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVO3产率，且使产生的HVO3不纯。另外，铁的氧化物会和硫酸反应生成铁离子，增加干扰离子，消耗硫酸，浪费资源。（4分）
（3）过滤（2分） Na+、Al3+（2分） D （2分）
(4) V2O5 +2OH 2VO3- + H2O （3分）（可以没有加热符号）
（5）-1634.2 kJ/mol（2分）

（1）焙烧是利用含少量Al2O3的钒铁矿（FeO⋅V2O5），Fe元素被氧化，生成Fe2O3或Fe3O4，结合反应①可知，烧渣A的主要成分为NaVO3、NaAlO2、Fe2O3（或Fe3O4），加水NaVO3、NaAlO2溶解，铁的氧化物不溶解，故浸出渣B为Fe2O3（或Fe3O4），
（2）由信息②常温下物质的溶解度，可知H2SO4与NaVO3反应生成难溶的HVO3，HVO3包裹在一些烧渣的表面，阻碍了反应的进行，从而降低了HVO3产率，且使产生的HVO3不纯．另外，铁的氧化物会和硫酸反应生成铁离子，增加干扰离子，消耗硫酸，浪费资源．
（3）操作①将固体与液体分离得到HVO3，应过滤，并洗涤附着的杂质；
加入硫酸反应，偏铝酸钠与NaVO3与硫酸反应都生成硫酸钠，偏铝酸根会转化为铝离子，不洗涤，产品中可能含有的金属阳离子是Na+、Al3+；据此判断；操作②是加热分解固体HVO3生成V2O5，应在坩埚内进行，故选D，
（4）已知：①、2V2O5（l）+5Si（s）+5CaO（s）=4V（s）+5CaSiO3（s）；△H1=-2096.7kJ/mol
②、CaSiO3（s）=CaO（s）+SiO2（s）；△H2=+92.5kJ/mol
根据盖斯定律，①+②×5得：2V2O5（l）+5Si（s）=4V（s）+5SiO2（s）；故△H3=-2096.7kJ/mol+92.5kJ/mol×5=-1634.2 kJ/mol，
【考点】常见金属元素的单质及其化合物的综合应用；用盖斯定律进行有关反应热的计算；物质的分离和提纯方法和基本操作

2. （1）BaSO4（s）+CO32—（aq） BaCO3(s)+SO42—（aq） （3分）（不写下脚标不扣分）
（2）Ba(FeO2)2+8HNO3 == Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O （2分）
（3）B （2分）
（4）Fe(OH)3 （2分）
（5）蒸发浓缩、冷却结晶 （2分）
（6）c （2分）
（7） （3分）

（1） 利用沉淀转化原理，增大CO32—，可以使沉淀转化为BaCO3
（2） Ba(FeO2)2中的铁元素呈+3，遇稀硝酸会以Fe3+形式存在，故方程式为Ba(FeO2)2+8HNO3 == Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O
（3） 操作I的目的是将溶液中的Fe3+以Fe(OH)3的形式除去，必须向溶液中加入碱性物质，根据除杂过程不引入新杂质的原则及溶液中PH为4到5，应选用B
（4） 见（3）解析
（5） 目的是从溶液中得到晶体，需要蒸发浓缩、冷却结晶
（6） 过滤3后的母液中还存在残留的Ba(NO3)2，可重新结晶，故选C
（7） 反应原理：设晶体中Ba(NO3)2的质量为Xg
Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4+2HNO3
261 233
Xg mg
解得：X=261m/233 即可求取其纯度
【考点】化学实验原理及基本操作、纯度的计算

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