Question

隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金維生素”。已知釩的原子序數(shù)為23，回答下列問題：

(1)釩被認(rèn)為是一種稀土元素，廣泛分散于各種礦物中，鉀釩鈾礦中的釩原子最外層已達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為K₂H₆U₂V₂O₁₅(其中釩元素的化合價(jià)為＋5價(jià))。若用氧化物的形式表示，該化合物的化學(xué)式為______________________。

(2)五氧化二釩是工業(yè)制造中的常用催化劑，如工業(yè)制硫酸中就利用五氧化二釩作催化劑。從含釩廢催化劑中回收釩，傳統(tǒng)的技術(shù)是“氧化焙燒法”，其具體流程為配料→

磨碎→焙燒→水浸→沉釩→煅燒→五氧化二釩。其中焙燒是將食鹽和釩鉛礦在空氣中焙燒，這時(shí)礦石中所含的V₂O₅就轉(zhuǎn)化為NaVO₃，然后用水從燒結(jié)塊中浸出NaVO₃，再用稀硫酸酸化就得到V₂O₅的水合物，經(jīng)過煅燒就可得到V₂O₅。

①配料在焙燒前磨碎的目的是

________________________________________________________________________。

②從水浸→沉釩必要的操作是________。

A．萃取                                 B．過濾

C．蒸餾                                 D．結(jié)晶

③寫出焙燒過程中V₂O₅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：

________________________________________________________________________。

(3)測(cè)定釩含量的方法是先把釩轉(zhuǎn)化成V₂O₅，V₂O₅在酸性溶液里轉(zhuǎn)變成VO，再用鹽酸、硫酸亞鐵、草酸等測(cè)定釩。請(qǐng)配平下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。

________VO₂⁺＋________H₂C₂O₄===________VO^＋＋________CO₂＋________H₂O。

若反應(yīng)消耗0.9 g草酸，參加反應(yīng)的釩元素質(zhì)量是________g。

 

Answer 1

【答案】

(1)K₂O·V₂O₅·2UO₃·3H₂O

(2)①增大接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行　②B

③2V₂O₅＋4NaCl＋O₂4NaVO₃＋2Cl₂

(3)1　1　1　2　1　0.51

【解析】

試題分析：(1) 用氧化物的形式表示的前提是保持各種元素化合價(jià)不變，所以可同時(shí)將原子個(gè)數(shù)擴(kuò)大相同的倍數(shù)，即化學(xué)式是K₂O·V₂O₅·2UO₃·3H₂O。

(2) ①粉碎的目的是增大接觸面積，提高反應(yīng)速率，使反應(yīng)物充分反應(yīng)。

②將固體從溶液中分離出的操作是過濾，即答案選B。

③根據(jù)電子的得失守恒可知，焙燒過程中V₂O₅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式2V₂O₅＋4NaCl＋O₂4NaVO₃＋2Cl₂。

(3)根據(jù)方程式可知，V也是的化合價(jià)從＋5價(jià)降低到＋3價(jià)，得到2個(gè)電子。草酸中碳元素的化合價(jià)從＋3價(jià)升高到＋4價(jià)，失去1個(gè)電子，所以根據(jù)氧化還原反應(yīng)中都是的得失守恒可知，配平后的化學(xué)計(jì)量數(shù)分別是1　1　1　2　1；0.9g草酸的物質(zhì)的量是0.9g÷90g/mol＝0.01mol，則根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，參加反應(yīng)的釩元素的質(zhì)量是0.01mol×51g/mol＝0.51g。

考點(diǎn)：考查化合物用氧化物形成表示、外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響、化學(xué)基本實(shí)驗(yàn)操作以及氧化還原反應(yīng)方程式的配平和計(jì)算

點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見題型，試題綜合性強(qiáng)，難度較大，學(xué)生不易得分。該類試題綜合性強(qiáng)，理論和實(shí)踐的聯(lián)系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，聯(lián)系所學(xué)過的知識(shí)和技能，進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致的思考才能得出正確的結(jié)論。