题目内容

随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。已知钒的原子序数是23，回答下列问题：
（1）钒被认为是一种稀土元素，广泛存在于各种矿物中。钾钒铀矿中的钒原子最外层已达8电子稳定结构，其化学式为K2H6U2V2O15，若用氧化物的形式表示，该化合物的化学式为_____________。
（2）测定钒含量的方法是先把钒转化成V2O5，V2O5在酸性溶液里转变成V，再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒。总反应可表示为：
V+H2C2O4VO++CO2+H2O（未配平）
其中还原剂是__________。若消耗0.9g草酸，所对应钒元素的质量是_____________g。

（1）K2O?2UO3?V2O5?3H2O　

（2）H2C2O4；0.51


【试题分析】
练习册系列答案
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随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”．为回收利用含钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上．
部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：
物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 （VO2）2SO4
溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶

请回答下列问题：
（1）请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式
V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O
V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O
．
（2）催化氧化所使用的催化剂钒触媒（V2O5）能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体（如下左图）．其中a、c二步的化学方程式可表示为
SO2+V2O5?SO3+V2O4
SO2+V2O5?SO3+V2O4
，
4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3
4VOSO4+O2?2V2O5+4SO3
．
（3）该工艺中沉矾率是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度．
根据图试建议控制氯化铵系数和温度：
4
4
、
80℃
80℃
．

（4）经过热重分析测得：NH4VO3在焙烧过程中，固体质量的减少值（纵坐标）随温度变化的曲线如右图所示．则NH4VO3在分解过程中
B
B
．
A．先分解失去H2O，再分解失去NH3
B．先分解失去NH3，再分解失去H2O
C．同时分解失去H2O和NH3
D．同时分解失去H2、N2和H2O．
（2012?焦作一模）随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”．为回收利用含钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上．部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：
物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 （VO2）2SO4
溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶

请回答下列问题：
（1）23V在元素周期表位于第
四
四
周期
VB
VB
族．工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，其用化学方程式表示为
3V2O5+10Al
 高温 
.
 
6V+5Al2O3
3V2O5+10Al
 高温 
.
 
6V+5Al2O3
．
（2）反应①的目的是
将V2O5转化为可溶性的VOSO4
将V2O5转化为可溶性的VOSO4
．
（3）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，写出该步发生反应的离子方程式
NH4++VO3-=NH4VO3↓
NH4++VO3-=NH4VO3↓
．
（4）用酸化的H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，写出配平后完整的离子方程式．
2
2
VO2++
1
1
H2C2O4+
2
2
H+→
2
2
VO2++
2
2
 CO2+
2H2O
2H2O
．
（5）经过热重分析测得：NH4VO3在焙烧过程中，固体质量的减少值（纵坐标）随温度变化的曲线如右图所示．则NH4VO3在分解过程中
B
B
．
A．先分解失去H2O，再分解失去NH3
B．先分解失去NH3，再分解失去H2O
C．同时分解失去H2O和NH3
D．同时分解失去H2、N2和H2O．
随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用．
（1）钒主要用来制造钒钢．钒钢具有很高的耐磨损性和抗撞击性，原因是
 
（填序号）
A．钒在常温下，化学活泼性较弱
B．钒钢表面形成了致密且坚固的氧化膜
C．钒钢结构紧密，具有较高的韧性、弹性和强度
（2）在温度较低时，溶液中钒酸盐会转化为焦钒酸盐：
2VO43-+H2O?V2O74-+2OH-①
在温度较高时，焦钒酸盐又转化为偏钒酸盐：
V2O74-+H2O?2VO3-+2OH-②
反应②平衡常数的表达式K=
 
；
（3）已知某温度下：4V（s）+5O2（g）=2V2O5（s）△H=-1551kJ?mol-1
4V（s）+3O2（g）=2V2O3（s）△H=-1219kJ?mol-1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6kJ?mol-1
写出H2还原V2O5得到V2O3的热化学方程式：
 
；
（4）用钒酸钠（Na3VO4）溶液（含PO43-、SiO32-等杂质离子）制备高纯V2O5流程如下：精英家教网
①加入镁盐，加热搅拌，其中加热的作用是
 
；
②在25℃时，Ksp[Mg3（PO4）2]=1.0×10-26，若净化后溶液中的Mg2+的平衡浓度为 1.0×10-4 mol?L-1，则溶液中c（P043-）=
 
；
③加入NH4Cl，加热搅拌，该步骤反应的离子方程式为
 
；
④为测定产品纯度，称取产品mg，溶解后定容在100mL容量瓶中，每次取5.00mL溶液于锥形瓶中，加入一定量的稀盐酸和KI溶液，用a mol?L-1Na2S2O3标准溶 液滴定，发生的反应为：
V2O5+6HCl+2KI=2VOCl2+2KCl+I2+3H2O
I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI
若三次滴定消耗标准溶液的平均体积为bmL，则该产品的纯度为
 
（用含m、a、b的代数式表示）．
随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金维生素”．已知钒的原子序数为23，回答下列问题：
（1）钒被认为是一种稀土元素，广泛分散于各种矿物中，钾钒铀矿的化学式为K2H6U2V2O15（其中钒元素的化合价为+5价）．若用氧化物的形式表示，该化合物的化学式为
 
．
（2）①测定钒含量的方法是先把钒转化成V2O5，V2O5在酸性溶液里转变成VO2+，再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒．请配平下列反应的化学方程式．
 
VO2++
 
H2C2O4→
 
VO++
 
CO2+
 
H2O
②上述反应其中还原剂是
 
（填化学式）；若反应消耗0.9g草酸，参加反应的钒元素质量是
 
g．
随着材料科学的发展，金属钒被誉为“合金的维生素”．为回收利用含钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺．
己知：V可形成VO2+、VO2+、VO3-等多种离子；部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：
物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 （VO2）2SO4
溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶
该工艺的主要流程如下：
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请回答下列问题
（1）工业上常用铝热反应法由V2O5冶炼金属钒，请写出反应的化学方程式
 
．
（2）反应①的离子方程式是
 
．
（3）在反应②中，每生成1mol（VO2）2SO4转移电子的数目为
 
．
（4）在离子交换过程中，发生可逆反应VO2++2OH-?VO3-+H2O．
该反应的化学平衡常数K 的表达式为
 
．
（5）反应③充分反应后，分离出NH4VO3的实验所需主要玻璃仪器为
 
，为保证产品纯度，还应进行的操作名称是
 
．

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