废钒催化剂的主要成分是V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2和Fe2O3等，现欲利用以下工艺流程回收V2O5。
回答下列问题：
（1） VOSO4中，V元素的化合价为_______，①中产生的废渣的主要成分是_________。
（2）配平④中反应的离子方程式：
（3）25℃时，取样进行实验分析，得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如下表：
试判断在实际生产时，⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为______________。
（4）生产时，将②中的酸性萃余液循环用于①中的水浸。在整个工艺流程中，可循环利用的物质还有________________。
（5）成品V2O5可通过铝热反应来制取金属钒，写出该反应的化学方程式：______________________________________。
工业生产硝酸铵的流程如下图所示：
（1）硝酸铵的水溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)；其水溶液中各离子的浓度大小顺序为 。
（2）已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H < 0，当反应器中按n(N2)：n(H2)=1：3投料，分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时，混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如下图。
①曲线a对应的温度是 。
②关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是 。
| A．及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率 |
| B．P点原料气的平衡转化率接近100%，是当前工业生产工艺中采用的温度、压强条件 |
| C．上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)＞K(N) |
| D．M点比N点的反应速率快 |
E．如果N点时c(NH3)＝0.2 mol·L－1，N点的化学平衡常数K ≈ 0.93 L2/mol2
（3）尿素[ CO(NH2)2 ]是一种非常重要的高效氮肥，工业上以NH3、CO2为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：
第一步：2NH3(g)＋CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=－272 kJ·mol－1
第二步：H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH=＋138 kJ·mol－1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式： 。
（4）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下左图所示：
①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第_________步反应决定，总反应进行到_________min时到达平衡。
②在上右图中画出第二步反应的平衡常数K随温度的变化的示意图。
（5）电解尿素[ CO(NH2)2 ]的碱性溶液制纯净氢气的过程中同时产生氮气。电解时，阳极的电极反应式为______________________。
Ni元素化合物在生活中有非常重要的应用。纳米NiO可以制备超级电容器，NiOOH是制作二次电池的重要材料。现以NiSO4为原料生产纳米NiO和NiOOH流程如下：
（1）制备NiOOH过程中，NiSO4溶液配制方法__________________；过滤、洗涤后，得到Ni(OH)2固体，如何证明Ni(OH)2已经完全洗净______________；NaClO氧化Ni(OH)2的离子方程式为_________________。
（2） 已知Ksp[Ni(OH)2] ＝ 2×10－15。室温下，欲加入一定量 NaOH固体使1L 含有0.001 mol·L－1的NiSO4和0.0001 mol·L－1的H2SO4溶液中残留c(Ni2＋)≤2×10－7 mol·L－1，并恢复至室温，所加入的NaOH的固体质量至少为________g。
（3）NH3·H2O的浓度对纳米NiO的产率产生很大影响。右图为NiSO4的物质的量一定时，不同的反应物配比对纳米氧化镍收率的影响。请解释反应物NH4HCO3 和NiSO4的物质的量比在2.5至4.0时，收率升高的原因__________________。
（4）制备纳米 NiO 时，加入一些可溶于水的有机物（如：吐温—80）能制得更优质的纳米材料，原因是__________________。
（5）沉降体积是超细粉体的一个重要参数，若颗粒在液相中分散性好，则沉降体积较小；若颗粒分散性较差，则易引起絮凝沉降体积较大。右图是吐温—80 的加入量与前体在液体石蜡中沉降体积的关系曲线。
通过右图分析，吐温—80的最佳加入量为__________mL。
（6）NiOOH是制备镍镉电池的原料，某镍镉电池的总反应为
Cd＋2NiOOH + 2H2O
Cd(OH)2+ 2Ni(OH)2
该电池放电时正极电极反应式为______________________________。
【选修3：物质结构与性质】
金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。
（1）Ti基态原子的电子排布式为____________________________。
（2）钛能与B、C、N、O等非金属元素形成稳定的化合物。电负性：C________(填“＞”或“＜”，下同)B；第一电离能：N________O，原因是_________________________。
（3）月球岩石——玄武岩的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)。FeTiO3与80%的硫酸反应可生成TiOSO4。SO42－的空间构型为_________________形，其中硫原子采用______________杂化，写出SO42－的一种等电子体的化学式：______________________。
（4）Ti的氧化物和CaO相互作用能形成钛酸盐CaTiO3，CaTiO3的晶体结构如图所示(Ti4＋位于立方体的顶点)。该晶体中，Ti4＋和周围___________个O2－相紧邻。
（5）Fe能形成多种氧化物，其中FeO晶胞结构为NaCl型。晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷，晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响。由于晶体缺陷，在晶体中Fe和O的个数比发生了变化，变为FexO(x＜1)，若测得某FexO晶体密度为5.71 g·cm－3，晶胞边长为4.28×10－10 m，则FexO中x＝__________(用代数式表示，不要求算出具体结果)。
【选修2：化学与技术】锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分)，以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为___________。
（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的____________________操作。
（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为___________ ，其作用是__________________。
（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb－Ag合金惰性电极，阳极逸出的气体是________。
（5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为___________。
铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。
（1）酸性条件下，硫酸亚铁可将MnO2还原为MnSO4，该反应的离子方程式为：_____________。
（2）分析表明，铁在浓硫酸中发生钝化时，生成的氧化物中Fe、O两种元素的质量比为28∶11，则其化学式为______________。
（3）铁及其化合物可用于消除环境污染。常温下，硫酸亚铁能将SO2转化为SO42－，总反应为2SO2＋O2＋2H2O＝2H2SO4，其中一个反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O，则另一个反应的离子方程式为____________________。
常温下，用氧缺位铁酸锌ZnFe2Oy可以消除NOx污染，使NOx转变为N2，同时ZnFe2Oy转变为ZnFe2O4。若2 mol ZnFe2Oy与足量NO2反应可生成0.5 mol N2，则y＝____________。
（4）工业上常采用如图所示电解装置，利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。通电电解，然后通入H2S时发生反应的离子方程式为：2[Fe(CN)6]3－＋2CO32－＋H2S＝2[Fe(CN)6]4－＋2HCO3－＋S↓。电解时，阳极的电极反应式为___________；电解过程中阴极区溶液的pH______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
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