题目内容
3.(1)NH4VO3中钒的化合价为+5,已知钒(V)的原子序数为23,试判断V元素在元素周期表中是否为主族元素:否(填“是”、“否”或“无法判断”);
(2)偏钒酸铵在常温下稳定,加热时易分解生成五氧化二钒(V2O5),偏钒酸铵受热分解的化学方程式为2NH4VO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$V2O5+2NH3+H2O,该反应不属于(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应.
(3)五氧化二钒广泛应用于冶金、化工等行业,工业上常用V2O5跟金属铝粉发生铝热反应得到金属钒,该反应的化学方程式为3V2O5+10Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al2O3,每生成1molV,转移的电子的物质的量为5mol;
(4)钒电池(全称全钒液流电池)是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池,电池总反应为VO2++V2++2H+$?_{充电}^{放电}$VO2++V3++H2O.钒电池基本工作原理示意图如图:
①放电时钒电池的正极反应式为VO2++2H++e-═VO2++H2O;
②若用该钒电池进行铁制品上镀铜,铁制品应与电池的负极(填“正极”或“负极”)相连,若电镀前两电极质量相等,电镀过程中转移2mol电子,则两极质量之差为128g.
分析 (1)根据化合价代数和为0计算V的化合价,钒(V)的原子序数为23,位于周期表第四周期ⅤB族;
(2)偏钒酸铵受热分解生成V2O5和氨气、水;
(3)工业上常用V2O5跟金属铝粉发生铝热反应得到金属钒,发生铝热反应生成V和氧化铝;
(4)①放电时正极发生还原反应;
②若用该钒电池进行铁制品上镀铜,铁为阴极,铜为正极,电极反应分别为Cu-2e-=Cu2+、Cu2++2e-=Cu,电镀过程中转移2mol电子,两极分别消耗、生成1molCu.
解答 解:(1)NH4VO3中V的化合价为+5价,钒(V)的原子序数为23,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d34s2,位于周期表第四周期ⅤB族,故答案为:+5;否;
(2)偏钒酸铵受热分解生成V2O5和氨气、水,反应的化学方程式为2NH4VO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$V2O5+2NH3+H2O,元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,
故答案为:2NH4VO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$V2O5+2NH3+H2O;不属于;
(3)工业上常用V2O5跟金属铝粉发生铝热反应得到金属钒,发生铝热反应生成V和氧化铝,反应的方程式为3V2O5+10Al $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al2O3,反应中V的化合价由+5价降低到0价,则每生成1molV,转移的电子的物质的量为5mol,
故答案为:3V2O5+10Al $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6V+5Al2O3;5;
(4)①正极反应是还原反应,由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2++2H++e-═VO2++H2O,故答案为:VO2++2H++e-═VO2++H2O;
②若用该钒电池进行铁制品上镀铜,铁为阴极,铜为正极,电极反应分别为Cu-2e-=Cu2+、Cu2++2e-=Cu,电镀过程中转移2mol电子,两极分别消耗、生成1molCu,则两极质量之差为2×1mol×64g/mol=128g.
故答案为:负极;128g.
点评 本题综合考查原电池知识,侧重于学生的分析能力的考查,为高考常见题型和高频考点,注意把握原电池的工作原理,答题时注意体会电极方程式的书写方法,难度不大.
| A. | Ag+ | B. | H+ | C. | SO42ˉ | D. | OHˉ |
| A. | 中性溶液中:Fe3+、K+、Cl-、SO42- | |
| B. | 在澄清透明溶液中:NH4+、Cu2+、Cl-、SO42- | |
| C. | 酸性溶液中:Na+、K+、ClO-、NO3- | |
| D. | 0.1 mol•L-1 KMnO4溶液:Na+、K+、Cl-、SO32- |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | … | 23 | 24 |
| C2H6 | C2H6O | C2H4O2 | C3H8 | C3H8O | C3H6O2 | C4H10 | … | M | N |
| A. | M为C9H20O | B. | N为C9H18O2 | ||
| C. | M、N均可发生加成反应 | D. | M、N均可能发生取代反应 |
| A. | 将pH=4的CH3COOH溶液加水稀释10倍,溶液中各离子浓度均减小 | |
| B. | 用CH3COOH溶液滴定等物质的量浓度NaOH溶液至pH=7,V(CH3COOH)<V(NaOH)溶液 | |
| C. | 向0.2mol/L的盐酸溶液中加入等体积0.1mol•L-1的NH3•H2O溶液:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH3•H2O) | |
| D. | 在含0.1mol NaHSO4溶液中:c(H+)=c(SO42-)+c(OH-) |
| A. | MnO4-、Fe2+、K+、Cl- | B. | Ca2+、Na+、Cl-、SO42- | ||
| C. | Ca2+、Cl-、NO3-、K+ | D. | Ca2+、H+、OH-、CO32- |