Question

【題目】偏釩酸銨(NH4VO3)主要用作催化劑、催干劑、媒染劑等。用沉淀法除去工業(yè)級偏釩酸銨中的雜質(zhì)硅、磷的流程如圖：

（1）堿溶時，下列措施有利于NH3逸出的是____(填字母序號)。

a．升高溫度 b．增大壓強 c．增大NaOH溶液的濃度

（2）①濾渣的主要成分為Mg3(PO4)2、MgSiO3，已知Ksp(MgSiO3)＝2.4×10－5，若濾液中c(SiO32-)＝0.08mol·L－1，則c(Mg2＋)＝____。

②由圖可知，加入一定量的MgSO4溶液作沉淀劑時，隨著溫度的升高，除磷率下降，其原因是溫度升高，Mg3(PO4)2溶解度增大和促進Mg2＋水解生成Mg(OH)2；但隨著溫度的升高，除硅率升高，其原因是____(用離子方程式表示)。

（3）沉釩時，反應(yīng)溫度需控制在50℃，在實驗室可采取的加熱方式為____。

（4）探究NH4Cl的濃度對沉釩率的影響，設(shè)計實驗步驟(常見試劑任選)：取兩份10mL一定濃度的濾液A和B，分別加入1mL和10mL的1mol·L－1 NH4Cl溶液，再向A中加入___mL蒸餾水，控制兩份溶液的溫度均為50℃、pH均為8，由專用儀器測定沉釩率，加入蒸餾水的目的是____。

（5）偏釩酸銨本身在水中的溶解度不大，但在草酸(H2C2O4)溶液中因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而溶解，同時生成絡(luò)合物(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

Answer 1

【答案】ac 3×10-4mol·L-1 (或) 水浴加熱 9 使兩份溶液總體積相等，確保其他條件相同，而NH4Cl的濃度不同 2NH4VO3＋4H2C2O4=(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]＋2CO2↑＋4H2O

【解析】

工業(yè)級釩酸銨先用NaOH溶液溶解，生成NaVO3，再加入鹽酸調(diào)節(jié)溶液的PH=10后加入MgSO4溶液，使Si、P轉(zhuǎn)化為Mg3(PO4)2、MgSiO3沉淀而除去，過濾后濾液中加入NH4Cl溶液，生成NH4VO3。

（1）氣體溶解度隨溫度升高而降低，所以加熱可以使NH3逸出。在溶有NH3的溶液中，存在平衡：NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-，增大OH-濃度，可以使平衡逆移，也促使NH3逸出；故選ac；

（2）①濾液中c(SiO32-)＝0.08mol·L－1，根據(jù)Ksp(MgSiO3)＝2.4×10－5，則c(Mg2＋)＝mol/L；

②溫度升高，硅酸根離子水解程度增大，可以成為H2SiO3沉淀從而提高除硅率，離子方程式為 (或)；

（3）溫度在100℃以下，可以用水浴加熱法，水浴加熱不但可以受熱均勻，而且溫度易于控制，故答案為：水浴加熱；

（4）要探究NH4Cl的濃度對沉釩率的影響，一份10mL的濾液A中加入1mL NH4Cl溶液，另一份10mL的濾液B中加入10mL NH4Cl溶液，需再向A中加入9mL蒸餾水，使兩份溶液總體積相等，確保其他條件相同，而NH4Cl的濃度不同。故答案為：9，使兩份溶液總體積相等，確保其他條件相同，而NH4Cl的濃度不同；

（5）偏釩酸銨和草酸(H2C2O4)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成絡(luò)合物(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]，礬的化合價從+5價降低到+4價，那么碳的化合價就會從+3價升高到+4價，根據(jù)電子守恒，得到該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4VO3＋4H2C2O4=(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]＋2CO2↑＋4H2O。