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。

2NH4VO3V2O5+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%。

练习册系列答案
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Ⅰ．汽车尾气中的SO2可用石灰水来吸收，生成CaSO3浊液。已知常温下Ka1(H2SO3)=1.8×10-2，Ka2(H2SO3)=6.0×10-9 常温下测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH=9，忽略SO32-的第二步水解，则Ksp(CaSO3)=__________ 。CaSO3易变质为CaSO4，水垢中含有较多的CaSO4，可先用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，而后用酸除去。CaSO4转化为CaCO3的离子方程式为：_________；

Ⅱ．已知25℃时，NH3H2O电离常数Kb=1.8×10-5，Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11，向0.4mol/L的氨水中加入等体积浓度为6×10-4mol/L MgCl2 溶液，________沉淀生成（填“无”或“有”），并简述理由______；若某溶液中C(Mg2+)=1.2×10-3mol/L，需向其中加入等体积的NaOH溶液浓度为_____ mol/L时，可使Mg2+恰好沉淀完全（忽略溶液体积变化）。

Ⅲ．工业废水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它们会对人类及生态系统产生很大的伤害，必须进行处理。常用的处理方法有还原沉淀法，该法的工艺流程为：

CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3

其中第①步存在平衡：2CrO42-（黄色）+2H+Cr2O72-（橙色）+H2O

①若平衡体系的pH=2，则溶液显____________色。

②能说明第①步反应达平衡状态的是_____________。

A．Cr2O72-和CrO42-的浓度相同 B．2v (Cr2O72-) =v (CrO42-) C．溶液的颜色不变

③第②步中，还原1mol Cr2O72-离子，需要________mol的FeSO4·7H2O。

④第③步生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s)Cr3+ (aq)+3OH-(aq) 常温下，Cr(OH)3的溶度积Ksp＝10-32，要使c(Cr3+)降至10-5mol/L，溶液的pH应调至__________。

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A. 该反应的△H1>0，且K1>K2

B. 将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有升温或加压

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（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

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请回答：

（1）E中所含官能团名称________。

（2）B与F反应生成G的反应类型________。

（3）C→D的化学方程式________。

（4）下列说法正确的是________。(填编号)

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C．可以用NaHCO3溶液鉴别C、D、E的水溶液 D．G可以在NaOH溶液或稀硫酸中发生水解

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（1）利用上图装置研究铜与浓硫酸反应，反应的化学方程式为____________。C装置的作用_____________。

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验证该气体的实验方案如下：

①装置连接顺序：X→ ___→___→___→___→a→b→_____；

②能证明上述假设成立的实验现象是_____________。

③某学习小组经过讨论认为该实验方案还不够严谨，你认为是否合理，若合理，则不作答，若不合理，请指出不严谨之处__________________________。

④若把D中的反应液倾倒入盛水的烧杯中，为氧化其中的某离子，可供选用的试剂: a、Cl2；b、Br2；c、稀硫酸和H2O2,从无污染角度考虑，你认为合适试剂是______(填字母),反应的离子反应方程式为_________________________________________________。

【题目】钠与水反应时的现象中与钠的下列性质无关的是（ ）
A.钠的熔点低
B.钠的密度小
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D.有强还原性

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