Question

（19分）釩有金屬“維生素”之稱，研究發(fā)現(xiàn)釩的某些化合物對(duì)治療糖尿病有很好的療效。

工業(yè)上設(shè)計(jì)將VOSO4中的K2SO4、SiO2、CuO雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）步驟②、③的變化過(guò)程可表示為（HM為有機(jī)萃取劑）：

VOSO4 (水層)+ 2HM（有機(jī)層） VOM2（有機(jī)層） + H2SO4 (水層) 

步驟②中萃取時(shí)必須加入適量堿，其原因是 。

步驟③中X試劑為 。

（2）步驟④的離子方程式為

（3）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有 和 。

（4）操作Ⅰ得到的廢渣，用 溶解，充分反應(yīng)后， ，（填寫系列操作名稱）稱量得到mg氧化銅。

(5）為了制得氨水，甲、乙兩小組選擇了不同方法制取氨氣，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)裝置的字母編號(hào)和制備原理填寫在下表空格中。

 

	實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)藥品	制備原理
甲小組	A	氫氧化鈣、氯化銨	反應(yīng)的化學(xué)方程式為①
乙小組	②	濃氨水、氫氧化鈉固體	分析產(chǎn)生氨氣的原因③

 

 

Answer 1

（1）加入堿中和硫酸，促使平衡正向移動(dòng)，提高釩的萃取率（2分）；H2SO4（2分）

（2）ClO3-+6VO2++9H2O= Cl-+6VO3-+18H+（3分）

（3）氨氣（或氨水）（1分）；有機(jī)萃取劑（1分）

(4) 氫氧化鈉溶液（1分） 過(guò)濾、洗滌、干燥（2分）

（5）① 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑。(2分) ② B (2分)

③氫氧化鈉溶于水放出大量熱，溫度升高，使氨的溶解度減小而放出；氧氧化鈉吸水，促使氨放出；氫氧化鈉電離出的OH－增大了氨水中OH－濃度，促使氨水電離平衡左移，導(dǎo)致氨氣放出。 (3分)

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題意知，步驟②、③的變化過(guò)程可表示為（HM為有機(jī)萃取劑）：

VOSO4 (水層)+ 2HM（有機(jī)層） VOM2（有機(jī)層） + H2SO4 (水層) ，萃取過(guò)程該平衡正向移動(dòng)，反萃取過(guò)程該平衡逆向移動(dòng)；步驟②中萃取時(shí)必須加入適量堿，其原因是加入堿中和硫酸，促使平衡正向移動(dòng)，提高釩的萃取率。步驟③中X試劑為H2SO4。（2）根據(jù)題給流程圖知，步驟④為ClO3-將6VO2+氧化為VO3-，根據(jù)氧化還原方程式及離子方程式的書寫原則寫出該反應(yīng)的離子方程式為ClO3-+6VO2++9H2O= Cl-+6VO3-+18H+。（3）由題給工藝流程知，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有氨氣（或氨水）和有機(jī)萃取劑。（4）操作Ⅰ為溶解操作，二氧化硅和氧化銅不溶于水，得到的廢渣為二氧化硅和氧化銅的混合物，二氧化硅為酸性氧化物，氧化銅為堿性氧化物，故用氫氧化鈉溶液溶解，充分反應(yīng)后，過(guò)濾、洗滌、干燥，稱量得到mg氧化銅。(5）甲小組為氫氧化鈣和氯化銨固體共熱生成氯化鈣、氨氣和水，化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2H2O＋2NH3↑；乙小組用濃氨水和氫氧化鈉固體不加熱制氨氣，應(yīng)選B裝置；產(chǎn)生氨氣的原因?yàn)闅溲趸�鈉溶于水放出大量熱，溫度升高，使氨的溶解度減小而放出；氧氧化鈉吸水，促使氨放出；氫氧化鈉電離出的OH－增大了氨水中OH－濃度，促使氨水電離平衡左移，導(dǎo)致氨氣放出。

考點(diǎn)：以工業(yè)上將VOSO4中的K2SO4、SiO2、CuO雜質(zhì)除去并回收得到V2O5的流程為載體考查化學(xué)平衡移動(dòng)原理、物質(zhì)的分離和提純、氨氣的制備及相關(guān)反應(yīng)方程式的書寫。