Question

【题目】工业上常用钒炉渣(主要含FeO·V2O5，还有少量SiO2、P2O5等杂质)提取V2O5的流程如下：

（1）焙烧的目的是将FeO·V2O3转化为可溶性NaVO3，该过程中被氧化的元素是_______________；浸出渣的主要成分为____________________(填化学式)。

（2）用MgSO4溶液除硅、磷时，滤渣的主要成分为__________。

（3）在焙烧NH4VO3的过程中，固体质量的减少值(纵坐标)随温度变化的曲线如图所示，210℃时，剩余固体物质的化学式为_____________________。

（4）由V2O5冶炼金属钒采用铝热法，引发铝热反应的实验操作是__________________.

（5）将V2O5溶于足量稀硫酸得到250mL(VO2)2SO4溶液。取25.00mL该溶液于锥形瓶中，用0.1000 mol·L-1H2C2O4标准溶液进行滴定，达到滴定终点时消耗标准溶液的体积为20.00mL。已知滴定过程中H2C2O4被氧化为CO2，VO2+(黄色)被还原为VO2+(蓝色)。

①该滴定实验不需要另外加入指示剂，达到滴定终点的现象是___________________。

②(VO2)2SO4溶液中溶质的物质的量浓度为___________________。

③达到滴定终点时，俯视滴定管读数将使结果_________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

Answer 1

【答案】 Fe和V Fe2O3 MgSiO3、Mg3(PO4)2 HVO3 在铝热剂上方铺一层KClO3，插入镁条并点燃 溶液由黄色变为蓝色，且半分钟内不恢复 0.08mol/L 偏低

【解析】钒炉渣(主要含FeO·V2O5，还有少量SiO2、P2O5等杂质)，加入碳酸钠通入空气焙烧，产物水浸过滤得到滤渣主要是氧化铁，溶液中加入硫酸镁除去硅、磷，过滤，滤渣的主要成分为MgSiO3、Mg3(PO4)2。滤液中加入硫酸铵沉钒生成NH4VO3，受热分解生成V2O5。

（1）焙烧的目的是将FeOV2O3转化为可溶性NaVO3、氧化铁和二氧化碳，反应中Fe和V元素的化合价升高，因此该过程中被氧化的元素是Fe和V；铁转化为氧化铁，所以浸出渣的主要成分为Fe2O3。答案为：Fe和V，Fe2O3

（2）根据以上分析可知用MgSO4溶液除硅、磷时滤渣的主要成分为MgSiO3、Mg3(PO4)2答案为：MgSiO3、Mg3(PO4)2

（3）NH4VO3分解的过程中生成氨气和HVO3，HVO3进一步分解生成V2O5，210℃时若分解生成酸和氨气，则剩余固体占起始固体百分含量为100/117×100%=85.47%，所以210℃时，剩余固体物质的化学式为：HVO3；答案为：HVO3

（4）引发铝热反应的实验操作是在铝热剂上方铺一层KClO3，插入镁条并点燃；答案为：在铝热剂上方铺一层KClO3，插入镁条并点燃

（5）①已知滴定过程中H2C2O4被氧化为CO2，VO2+(黄色)被还原为VO2+(蓝色)，所以该滴定实验不需要另外加入指示剂，达到滴定终点的现象是溶液由黄色变为蓝色，且半分钟内不恢复。②反应中V元素化合价从+5价降低到+4价，得到1个电子，碳元素化合价从+3价升高到+4价，失去1个电子，则根据电子得失守恒可知参加反应的(VO2)2SO4的物质的量等于草酸的物质的量，即为0.1mol/L×0.02L，则(VO2)2SO4溶液中溶质的物质的量浓度为。③达到滴定终点时，俯视滴定管读数，则读数偏小，消耗标准液体积减少，因此将使结果偏低。答案为：①溶液由黄色变为蓝色，且半分钟内不恢复②0.08mol/L③偏低