题目内容
【题目】五氧化二钒(V2O5,摩尔质量为182g·mol-1)可作化学工业中的催化剂，广泛用于冶金、化工等行业。V2O5是一种橙黄色片状晶体,微溶于水，不溶于乙醇,具有强氧化性,属于两性氧化物。某研究小组将从某粗钒(主要含有V2O5,还有少量Al2O3、Fe2O3)中提取V2O5。实验方案设计如下：
已知：NH4VO3是白色粉末,微溶于冷水,可溶于热水,不溶于乙醇、醚。
2NH4VO3
V2O5+2NH3↑+H2O
请回答：
（1）第①步操作的实验装置如右图所示,虚线框中最为合适的仪器是________。(填编号)
（2）调节pH为8～8.5的目的________。
（3）第④步洗涤操作时,可选用的洗涤剂_________。(填编号)
A．冷水 B．热水 C．乙醇 D．1%NH4Cl溶液
（4）第⑤步操作时,需在流动空气中灼烧的可能原因________。
（5）硫酸工业中,SO2转化为SO3的催化剂就选用V2O5,催化过程经两步完成,将其补充完整：________(用化学方程式表示),4VO2+O2=2V2O5。
（6）将0.253g产品溶于强碱溶液中,加热煮沸,调节pH为8～8.5,向反应后的溶液中加入硫酸酸化的KI溶液(过量),溶液中含有V3+,滴加指示剂,用0.250mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,达到终点消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL,则该产品的纯度为________。(已知：I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI)
【答案】 B 让AlO2-转化为Al(OH)3沉淀，避免VO3-的沉淀 A D 若空气不流通，由于V2O5具有强氧化性，会与还原性的NH3反应，从而影响产物的纯度及产率 SO2+V2O5=2VO2+SO3 89.9%
【解析】本题考查实验方案设计与评价，（1）虚线框中的仪器是向三颈烧瓶中滴加NaOH，为了能够使NaOH溶液顺利滴下，需要有连通装置，故选项B正确；（2）根据流程图，氧化铁为碱性氧化物，不与NaOH发生反应，V2O5、Al2O3属于两性氧化物，能与NaOH发生反应，调节pH为8～8.5的目的就是让AlO2－转化为Al(OH)3沉淀，避免VO3－的沉淀；（3）根据信息，NH4VO3微溶于水，可溶于热水，不溶于乙醇、醚，A、用冷水洗涤，可以减少NH4VO3的溶解，故A正确；B、NH4VO3溶于热水，造成NH4VO3溶解，故B错误；C、虽然NH4VO3不溶于乙醇，但NH4VO3表面杂质，如NH4Cl不溶于乙醇，使用乙醇不能洗去沉淀表面的杂质，故C错误；D、根据流程生成NH4VO3沉淀，是滤液1与饱和NH4Cl的反应生成，且NH4Cl受热易分解，不产生杂质，故D正确；（4）根据信息，NH4VO4灼烧生成V2O5，因为V2O5具有强氧化性，能与具有还原性NH3发生反应，从而影响产物的纯度及产率，因此灼烧NH4VO3时在流动空气中；（5）催化剂在反应前后质量不变，根据已知反应反应方程式，因此得出反应方程式为SO2＋V2O5=2VO2＋SO3；（6）根据I2和Na2S2O3发生反应的方程式，求出消耗n(I2)=20.00×10－3×0.250/2mol=2.5×10－3mol，根据得失电子数目守恒，n(V2O5)×2×2=n(I2)×2，求出n(V2O5)=1.25×10－3mol，即m(V2O5)=1.25×10－3×182g=0.2275g，则产品纯度为0.2275/0.253×100%=89.9%。
【题目】甲醇是一种重要的有机化工原料。
（1）已知：
①C2H4(g)+H2O(g)→C2H5OH(g) ΔH1=-45.5 kJ/mol
②2CH3OH(g)→CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.9 kJ/mol
③C2H5OH(g)→CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJ/mol
请写出乙烯和水蒸气化合生成甲醇气体的热化学方程式：__________。
（2）合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g) 
CH3OH(g) ΔH。相同条件下，向容积相同的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入等量的物质的量之比为1:2的CO和H2的混合气体，改变温度进行实验，测得反应进行到t min时甲醇的体积分数如图甲所示。
①温度升高甲醇的体积分数增大的原因是__________．
②根据图像判断ΔH__________（填“>”、“<”或“=”）0。
（3）为了研究甲醇转化为二甲醚的反应条件，某研究与小组在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g) 
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.9 kJ/mol。
容器编号 | 温度/℃ | 起始物质的量/mol | 平衡物质的量/mol | |
CH3OH(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | ||
Ⅰ | T1 | 0.20 | 0.080 | 0.080 |
Ⅱ | T1 | 0.40 | A | a |
Ⅲ | T2 | 0.20 | 0.090 | 0.090 |
①T1温度下该反应的平衡常数K=__________；反应温度T1__________T2（填“大于”或“小于”。）
②容器Ⅱ中a=__________。
③下列说法能说明反应达到平衡状态的是__________（填字母）。
A．容器中气体压强不再变化
B．用CH3OH和CH3OCH3表示的反应速率之比为2:1
C．混合气体的密度不变
D．容器内CH3OH和CH3OCH3的浓度之比为2:1
E．混合气体中c(CH3OCH3)不变
