Question

【題目】釩及其化合物廣泛用于催化劑和新型電池等。工業上以富釩爐渣(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等)為原料提取五氧化二釩的工藝流程如下圖所示：

(1)該工藝流程中可以循環利用的物質有______________。

(2)焙燒爐中發生的主要反應化學方程式為___________________，焙燒爐中可用Na2CO3代替NaCl與富釩爐渣焙燒制得偏釩酸鈉。用Na2CO3代替NaCl的優點是____________________。

(3)234g固體偏釩酸銨在煅燒過程中，固體的質量減少值(△W)隨溫度變化的曲線如圖所示。其分解過程中_________。(NH4VO3相對分子質量為117)

a．先分解失去NH3，再分解失去H2O

b．先分解失去H2O，再分解失去NH3

c．同時失去H2O和NH3

d．同時失去H2、N2和H2O

(4)為測定該產品的純度，興趣小組同學準確稱取產品V2O5 2.0 g，加入足量稀硫酸使其完全生成(VO2)2SO4并配成250 mL溶液。取25.00 mL溶液用0.1000 mol· L-1的H2C2O4。標準溶液滴定，滴定到終點時消耗標準液10.00 mL。反應的離子方程式為：2VO2++ H2C2O4+2H+==2VO2++2CO2↑+2H2O。該產品的純度為__________。

(5)V2O5具有強氧化性，能與鹽酸反應生成氯氣和VO+。該反應的離子反應方程式為____________。

Answer 1

【答案】 NaCl NH4Cl O2+4NaCl+2V2O5===4NaVO3+2Cl2 無Cl2產生，不污染環境 a 91% V2O5+4Cl-+6H+===2VO++2Cl2+3H2O

【解析】富釩爐渣（主要成分為V2O5、Fe2O3和SiO2等）加氧氣和NaCl焙燒，生成含有雜質的偏釩酸鈉，用水溶解，過濾，濾液中加氯化銨和硫酸生成偏釩酸銨和氯化鈉，過濾，濾渣為偏釩酸銨，濾液為氯化鈉溶液，煅燒偏釩酸銨生成氨氣和五氧化二釩，氨氣用鹽酸吸收可以得到氯化銨；（1）由流程分析可知，該工藝可循環利用的物質有NaCl、NH4Cl；（2）焙燒時V2O5與NaCl、氧氣反應生成偏釩酸鈉和氯氣，其反應的方程式為：O2+4NaCl+2V2O5＝4NaVO3+2Cl2；用Na2CO3代替NaCl與富釩爐渣焙燒制得偏釩酸鈉和二氧化碳，反應中沒有氯氣生成，不會污染環境；（3）根據NH4VO3在焙燒變化的圖象可知：

2NH4VO3＝V2O5+2NH3↑+H2O

234g 34g 18g

減少值開始為0～34g，曲線到200℃時曲線開始平直；到約為300℃時又開始減少（H2O的質量），到350℃時減少18g時就不再變化，所以NH4VO3在焙燒過程中200℃時左右先失去氨；在300～350℃再失去水，故a正確；答案選a；（4）準確稱取產品V2O5 2.0g，加入足量的稀硫酸使其完全生成(VO2)2SO4，并配成250mL溶液。取25.00mL溶液用0.1000mol/L的H2C2O4溶液滴定，消耗標準液10.00ml，已知離子方程式為2VO2++ H2C2O4+2H+＝2VO2++2CO2↑+2H2O，則n（VO2+）=2n（H2C2O4）=2×0.01L×0.1000mol/L，所以250ml溶液中n（VO2+）=2×0.01L×0.1000mol/L×250mL/25mL=0.02mol，所以n（V2O5）=0.01mol，其質量為0.01mol×182g/mol=1.82g，所以產品的純度為1.82/2×100%=91%；（5）V2O5具有強氧化性，能與鹽酸反應生成Cl2和VO+，其反應的離子方程式為：V2O5+4Cl-+6H+＝2VO++2Cl2↑+3H2O。