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”．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______周期______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______ 6V+5Al2O3
【答案】分析：（1）钒核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，据此确定在周期表中位置；铝热反应实质是置换反应，铝与五氧化二钒反应生成钒与氧化铝；
（2）由题意和流程图可知反应①的目的，将V2O5 转化为可溶性的VOSO4，便于分离提纯；
（3）依据流程中的沉淀分离书写离子方程式；
（4）可用已知浓度的酸化H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，主要产物为CO2和VOSO4，发生反应的离子方程根据氧化还原反应的化合价升降，正五价的钒元素被还原为正四价的钒元素，H2C2O4则被氧化为二氧化碳，写出产物配平可得离子方程；
（5）根据NH4VO3在焙烧变化的图象进行解答．
解答：解：（1）钒核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，处于d区，故钒处于第四周期第ⅤB族；铝与五氧化二钒反应生成钒与氧化铝，反应方程式为3V2O5+10Al
6V+5Al2O3，
故答案为：四；VB；3V2O5+10Al
6V+5Al2O3；
（2）加入硫酸和亚硫酸钠，目的是利用氧化还原反应，用亚硫酸钠还原V2O5，将V2O5 转化为可溶性的VOSO4，便于提纯，
故答案为：将V2O5 转化为可溶性的VOSO4；
（3）根据NH4VO3难溶于水，利用复分解反应沉淀VO3-，离子方程式为：NH4++VO3-=NH4VO3↓，
故答案为：NH4++VO3-=NH4VO3↓；
（4）测定反应②溶液中钒的含量，可用已知浓度的酸化H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，主要产物为CO2和VOSO4，根据化合价升降，写出的离子方程为2VO2++H2C2O4+2H+=2 VO2++2 CO2↑+2 H2O，
故答案为：2；1；2；2；2；2H2O；
（5）根据NH4VO3在焙烧变化的图象可知：
2NH4VO3═V2O5+2NH3↑+H2O
234g 34g 18g
减少值开始为0～17g，曲线到200℃时（约为16.0g）曲线开始平直；到约为300℃时又开始减少（H2O的质量），到350℃时减少24g时就不再变化，所以NH4VO3在焙烧过程中200℃时左右先失去氨；在300～350℃再失去水，
故答案为：B．
点评：本题主要考查了原子符号的含义、铝热反应的应用、氧化还原反应的实质、离子方程的书写，平时注意相关知识运用能力的培养，题目难度中等．
（2）由题意和流程图可知反应①的目的，将V2O5 转化为可溶性的VOSO4，便于分离提纯；
（3）依据流程中的沉淀分离书写离子方程式；
（4）可用已知浓度的酸化H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，主要产物为CO2和VOSO4，发生反应的离子方程根据氧化还原反应的化合价升降，正五价的钒元素被还原为正四价的钒元素，H2C2O4则被氧化为二氧化碳，写出产物配平可得离子方程；
（5）根据NH4VO3在焙烧变化的图象进行解答．
解答：解：（1）钒核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，处于d区，故钒处于第四周期第ⅤB族；铝与五氧化二钒反应生成钒与氧化铝，反应方程式为3V2O5+10Al
6V+5Al2O3，故答案为：四；VB；3V2O5+10Al
6V+5Al2O3；（2）加入硫酸和亚硫酸钠，目的是利用氧化还原反应，用亚硫酸钠还原V2O5，将V2O5 转化为可溶性的VOSO4，便于提纯，
故答案为：将V2O5 转化为可溶性的VOSO4；
（3）根据NH4VO3难溶于水，利用复分解反应沉淀VO3-，离子方程式为：NH4++VO3-=NH4VO3↓，
故答案为：NH4++VO3-=NH4VO3↓；
（4）测定反应②溶液中钒的含量，可用已知浓度的酸化H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，主要产物为CO2和VOSO4，根据化合价升降，写出的离子方程为2VO2++H2C2O4+2H+=2 VO2++2 CO2↑+2 H2O，
故答案为：2；1；2；2；2；2H2O；
（5）根据NH4VO3在焙烧变化的图象可知：
2NH4VO3═V2O5+2NH3↑+H2O
234g 34g 18g
减少值开始为0～17g，曲线到200℃时（约为16.0g）曲线开始平直；到约为300℃时又开始减少（H2O的质量），到350℃时减少24g时就不再变化，所以NH4VO3在焙烧过程中200℃时左右先失去氨；在300～350℃再失去水，
故答案为：B．
点评：本题主要考查了原子符号的含义、铝热反应的应用、氧化还原反应的实质、离子方程的书写，平时注意相关知识运用能力的培养，题目难度中等．
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其中a、c二步的化学方程式可表示为
则NH4VO3在分解过程中
化的曲线如右图所示．则NH4VO3在分解过程中
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：
该工艺的主要流程如下：
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 ．
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 |
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