题目内容

12．钒是第四周期第VB族元素，V2O5是无臭有毒微溶于水的两性化合物，是一种中等强度的氧化剂．合成V2O5的工业流程图如下：

（1）V2O5与氢氧化钠反应的离子方程式：V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O．
（2）300℃反应器主要目的是把铁氧化为四氧化三铁．
（3）600-700℃反应器通入氧气的目的是把四氧化三铁氧化为氧化铁．
（4）加入铵盐后，通过过滤、洗涤和干燥得到纯净的“黄饼”（NH4）6V10O28•nH2O．洗涤“黄饼”选用合适的试剂是C．
A.1%的氨水  B.1%的铵盐   C.5%的酒精   D．蒸馏水
（5）①“黄饼”（NH4）6V10O28•nH2O含“结晶水”占质量的20.21%，则n为15．
②对上述“黄饼”133.6g进行热重分析：
温度K 293 373 773
质量（g） 133.6 106.6 91.0
写出温度为773K所发生的化学方程式：（NH4）6V10O28•15H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6NH3↑+5V2O5+18H2O．

分析 钒渣主要含有V2O5，SiO2、Fe、FeO在300°C的反应器中通入氧气加热反应将铁氧化为四氧化三铁，得到500°C-600°C硅铁成渣，600-700℃反应器中通入氧气，氧化四氧化三铁为氧化铁，在反应器中加入碳酸钠沉淀铁离子后在中分离器加入水成渣，加入铵盐通过过滤、洗涤干燥得到纯净的“黄饼”（NH4）6V10O28•nH2O；
（1）V2O5与氢氧化钠反应生成VO43-和H2O，结合原则守恒和电荷守恒配平书写；
（2）300℃反应器主要目的是将铁氧化生成四氧化三铁；
（3）600-700℃反应器通入氧气的目的是把四氧化三铁氧化为氧化铁；
（4）加入铵盐后，通过过滤、洗涤、干燥得到纯净的“黄饼”，洗涤试剂能洗涤表面的杂质，且不能溶解黃饼来分析；
（5）①依据（NH4）6V10O28•nH2O含“结晶水”占质量的20.21%，列式$\frac{18n}{18×6+51×10+16×28+18n}$×100%=20.21%计算得到n值；
②结合化学式计算摩尔质量，得到黃饼的物质的量，计算若全部失去结晶水后的固体质量，分析判断在773K受热反应的产物判断．

解答 解：钒渣主要含有V2O5，SiO2、Fe、FeO在300°C的反应器中通入氧气加热反应将铁氧化为四氧化三铁，得到500°C-600°C硅铁成渣，600-700℃反应器中通入氧气，氧化四氧化三铁为氧化铁，在反应器中加入碳酸钠沉淀铁离子后在中分离器加入水成渣，加入铵盐通过过滤、洗涤干燥得到纯净的“黄饼”（NH4）6V10O28•nH2O；
（1）V2O5与氢氧化钠反应生成VO43-和H2O，得到离子方程式为V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O，故答案为：V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O；
（2）300℃反应器主要目的是除杂，将钒渣中的铁氧化生成四氧化三铁，故答案为：把铁氧化生成四氧化三铁
（3）600-700℃反应器通入氧气的目的是，把四氧化三铁氧化为氧化铁，和二氧化硅形成的硅铁成渣除去，故答案为：把四氧化三铁氧化为氧化铁；
（4）加入铵盐后，通过过滤、洗涤、干燥得到纯净的“黄饼”，洗涤试剂能洗涤表面的杂质，且不能溶解黃饼，则
A.1%的氨水洗涤会引入杂质离子铵根离子，故A不符合；
B.1%的铵盐 洗涤会引入杂质离子，故B不符合；
C.5%的酒精可以溶解洗涤黃饼表面的杂质，同时避免了损失，且乙醇易挥发，故C符合；
D．蒸馏水洗涤会溶解黃饼造成损失，故D不符合；
故答案为：C；
（5）①依据（NH4）6V10O28•nH2O含“结晶水”占质量的20.21%，则$\frac{18n}{18×6+51×10+16×28+18n}$×100%=20.21%，解得n=15，
故答案为：15；
②化学式为（NH4）6V10O28•152O，摩尔质量M=1336g/mol，则133.6g黃饼的物质的量=$\frac{133.6g}{1336g/mol}$=0.1mo，若全部失去结晶水后的固体质量，含结晶水物质的量为1.5mol，质量=1.5mol×18g/mol=27g，剩余固体质量=133.6g-27g=106.6g，对比图表数据可知是373K时结晶水全部失去，773K时，此铵盐继续复分解，若分解得到的V2O5，结合元素守恒：（NH4）6V10O28•n152O～5V2O5，所以V2O5物质的量为0.5mol，质量=182g/mol×0.5mol=91.0g，说明此时黃饼全部分解生成氨气、五氧化二钒、和水，反应的化学方程式为（NH4）6V10O28•15H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6NH3↑+5V2O5+18H2O，
故答案为：（NH4）6V10O28•15H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6NH3↑+5V2O5+18H2O．

点评 本题考查了物质提纯的过程分析判断，主要是流程分析应用和产物的组成计算判断，掌握基础是关键，题目难度较大．

练习册系列答案
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17．如表为元素周期表的一部分．
族
周期		ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA
一①
二②⑤
三③⑥
四④⑦
（1）表中元素F的非金属性最强；元素K的金属性最强；元素Br的单质在室温下呈液态；（写元素符号）．
（2）表中半径最大的元素是K；（写元素符号）
（3）表中元素⑤、⑥、⑦对应的单质氧化性最强的是F2；（写化学式，下同）
（4）表中元素⑥、⑦氢化物的稳定性顺序为HCl＞HBr；
（5）表中元素最高价氧化物对应水化物酸性最强的酸是HClO4．
18．钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠（Na2Sx）分别作为两个电极的反应物，固体Al2O3陶瓷（可传导Na+）为电解质，其反应原理如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．充电时，电极A接电源的正极
B．充电时，电极B的反应式为Sx2--2e-═xS
C．放电时，电极B为负极，Na+由A向B移动
D．放电时，负极反应式为2Na-2e-═2Na+
15．下列物质中，属于芳香族化合物的是ACDEFG，属于芳香烃的是CDEFG，属于苯的同系物的是DE（填编号）．
7．恒温下，将amol N2与bmol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N2（g）+3H2（g）??2ΝΗ3（g）
（1）若反应进行到某时刻t时，nt（N2）=8mol，nt（NH3）=4mol，计算a的值．
（2）反应达平衡时，混合气体的体积为537.6L（标准状况下），其中NH3的体积分数为25%．求原混合气体中，a：b=1：2．
（3）平衡混合气体中，n（N2）：n（H2）：n（NH3）=7：11：6．计算过程：
17．某校化学小组的同学开展测定Na2CO3和NaCl的固体混合物中Na2CO3质量分数的探究实验，他们提出下列实验方案-气体分析法．
（1）甲同学用图1所示装置，把Ng的混合物与足量稀硫酸反应后，测定产生的CO2气体的体积，实验开始时检查该装置气密性的方法是关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，若活塞能回到原位，证明不漏气，否则漏气．
（2）乙同学用图2代替图1中的发生、收集装置，甲、乙两试管各有两根导管，用橡胶管连接对应接口后，倒置盛有稀硫酸的试管，发生反应，放出气体，则Na2CO3、NaCl的固体混合物和稀硫酸应分别置于甲、乙仪器中（填仪器编号）；G管可用化学实验室里的一种常用仪器来代替，你认为这种仪器的名称是碱式滴定管；仪器甲、乙、丙接口的连接方式如下：A连接D，B连接E，C连接F（填写各接口的编号）．
（3）丙同学用图3装置测定CO2的质量，该装置存在明显缺陷，从而导致实验误差，请你分析其中使测定结果可能偏大的主要原因CO2气体中混有水蒸气或空气中的CO2和水蒸气进入干燥管中，使测定结果可能偏小的主要原因可能是装置中的CO2没有全部被碱石灰吸收；（上述偏大、偏小的原因各写一条）
（4）某天然碱可看作向CO2和NaOH的反应后的产物所组成，称取天碱样品四份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30毫升，产生CO2的体积（标准状况）如下表：
样品号ⅠⅡⅢⅣ
盐酸溶液的体积/mL30303030
样品质量/g3.324.155.817.47
二氧化碳的体积/mL672840896672
取3.28g天然碱样品于300℃加热至分解完全（300℃Na2CO3不分解），产生CO2224mL（标准状况）和一定量的水，则该天然碱样品的化学式为Na2CO3•2NaHO3•3H2O．
4．下列关于化学的叙述中，错误的是（　　）
A．在化工生产中应遵循“绿色化学”的思想
B．通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志是乙烯的产量
C．在元素周期表的金属和非金属分界线附近寻找半导体材料
D．根据元素周期律，由HClO4可以类推出氟元素也存在最高价氧化物的水化物HFO4
1．金属钙线是炼制优质钢材的脱氧脱磷剂，某钙线的主要成分为金属M和Ca，并含有3.5%（质量分数）CaO．
（1）Ca元素在周期表中位置是第四周期第ⅡA族，其原子结构示意图．
（2）Ca与最活泼的非金属元素A形成化合物D，D的沸点比A与Mg形成的化合物E的沸点低（填“高”或“低”）．
（3）配平用钙线氧脱鳞的化学方程式：
2P+5FeO+3CaO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$1Ca3（PO4）2+5Fe
（4）将钙线试样溶于稀盐酸后，加入过量NaOH溶液，生成白色絮状沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色M（OH）n，则金属M为Fe；用化学方程式解释颜色变化FeCl2+2NaOH=Fe（OH）2↓+2NaCl，4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
检测Mn+的方法是Fe+3SCN-=Fe（SCN）3（用离子方程式表达）．
（5）取1.6g钙线试样，与水充分反应，生成224mL H2（标准状况），在溶液中通入适量的CO2，最多能得到CaCO31.1g．
2．将3.2g铜与过量浓硫酸共热反应，下列叙述中错误的是（　　）
A．生成的气体体积为1.12 L
B．铜片溶解，生成物冷却后倒入盛有水的烧杯中，溶液成蓝色
C．参加反应的硫酸与被还原的硫酸物质的量之比为2：1
D．该实验中可用Na2CO3溶液处理尾气

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