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(jí)偏釩酸銨中的雜質(zhì)硅、磷的流程如下：

（1）堿溶時(shí)，下列措施有利于NH3逸出的是_____（填字母）。

A.升高溫度 B.增大壓吸 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×l0-5.若濾液中c(SiO32-)=0.08mol/L，則c(Mg2+)=__________。

②由圖可知，加入一定量的MgSO4溶液作沉淀劑時(shí)，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_______；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(shí)，反應(yīng)溫度需控制在50℃，在實(shí)驗(yàn)室可采取的加熱方式為_______。

（4）探究NH4Cl的濃度對(duì)沉釩率的影響，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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lmL和10mL的1mol/LNH4Cl溶液，再向A中加入_______mL蒸餾水，控制兩份溶液溫度均為50℃、pH均為8，由專用儀器洲定沉釩率。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(shí)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】⑴ ac

⑵① 3×10-4mol·L-1 ②促進(jìn)Mg2+水解生成Mg(OH)2

SiO32-+2H2OH2SiO3↓+2OH-（或SiO32-+3H2OH4SiO4↓+2OH-）

⑶水浴加熱

⑷9 使兩份溶液總體積相等，便于比較

⑸2NH4VO3+4H2C2O4═(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]+2CO2↑+4H2O

【解析】以沉淀法除去工業(yè)級(jí)偏釩酸銨(NH4VO3)中硅、磷元素雜質(zhì)的流程為：在偏釩酸銨中加氫氧化鈉溶液，將偏釩酸銨溶解，銨鹽遇到強(qiáng)堿生成氨氣，再加鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH值，加硫酸鎂，生成Mg3(PO4)2、MgSiO3沉淀，過濾除去濾渣，在濾液中加氯化銨得偏釩酸銨。

(1)根據(jù)氣體在水中溶解度的影響因素可知，升溫、減壓都可以減小氣體的溶解度，故選a，由于氨氣在水中形成氨水能電離出氫氧根離子，根平衡移動(dòng)原理，增加氫氧根濃度可以減小氨氣 的溶解度，故選c，故答案為：ac；

(2)①根據(jù)Ksp[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)c2(PO43-)可知，當(dāng)c(PO43-)=10-6 molL-1時(shí)，c(Mg2+)==4×10-5molL-1，故答案為：4×10-5；

②根據(jù)影響鹽類水解的因素可知，升高溫度水解程度增大，鎂離子、硅酸根離子都是易水解的離子，所以升溫促進(jìn)Mg2+水解生成Mg(OH)2，使硅酸根水解生成硅沉淀，反應(yīng)的離子方程式為SiO32-+2H2OH2SiO3↓+2OH-(或者SiO32-+3H2OH4SiO4↓+2OH-)，故答案為：SiO32-+2H2OH2SiO3↓+2OH-(或者SiO32-+3H2OH4SiO4↓+2OH-)；

(3)反應(yīng)溫度需控制在50℃可以用水浴加熱，故答案為：水浴加熱；

(4)探究NH4Cl的濃度對(duì)沉釩率的影響，為要有可比性，兩溶液的體積必須相等，所以要 向A中加入約9 mL蒸餾水，使兩份溶液總體積相等，故答案為： 9；使兩份溶液總體積相等，便于比較；

(5)偏釩酸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(shí)生成絡(luò)合物(NH4)2〔(VO)2(C2O4)3〕，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4VO3+4H2C2O4═(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]+2CO2↑+4H2O，故答案為：2NH4VO3+4H2C2O4═(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]+2CO2↑+4H2O。