Question

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，钾钒铀矿中的钒原子最外层已达到8电子稳定结构，其化学式为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)五氧化二钒是工业制造中的常用催化剂，如工业制硫酸中就利用五氧化二钒作催化剂。从含钒废催化剂中回收钒，传统的技术是“氧化焙烧法”，其具体流程为配料→

磨碎→焙烧→水浸→沉钒→煅烧→五氧化二钒。其中焙烧是将食盐和钒铅矿在空气中焙烧，这时矿石中所含的V₂O₅就转化为NaVO₃，然后用水从烧结块中浸出NaVO₃，再用稀硫酸酸化就得到V₂O₅的水合物，经过煅烧就可得到V₂O₅。

①配料在焙烧前磨碎的目的是

________________________________________________________________________。

②从水浸→沉钒必要的操作是________。

A．萃取                                 B．过滤

C．蒸馏                                 D．结晶

③写出焙烧过程中V₂O₅发生反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(3)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VO，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。

若反应消耗0.9 g草酸，参加反应的钒元素质量是________g。

Answer

(1)K2O·V2O5·2UO3·3H2O

(2)①增大接触面积，使反应充分进行 ②B

③2V2O5＋4NaCl＋O24NaVO3＋2Cl2

(3)1 1 1 2 1 0.51

【解析】

试题分析：(1) 用氧化物的形式表示的前提是保持各种元素化合价不变，所以可同时将原子个数扩大相同的倍数，即化学式是K2O·V2O5·2UO3·3H2O。

(2) ①粉碎的目的是增大接触面积，提高反应速率，使反应物充分反应。

②将固体从溶液中分离出的操作是过滤，即答案选B。

③根据电子的得失守恒可知，焙烧过程中V2O5发生反应的化学方程式2V2O5＋4NaCl＋O24NaVO3＋2Cl2。

(3)根据方程式可知，V也是的化合价从＋5价降低到＋3价，得到2个电子。草酸中碳元素的化合价从＋3价升高到＋4价，失去1个电子，所以根据氧化还原反应中都是的得失守恒可知，配平后的化学计量数分别是1 1 1 2 1；0.9g草酸的物质的量是0.9g÷90g/mol＝0.01mol，则根据反应的化学方程式可知，参加反应的钒元素的质量是0.01mol×51g/mol＝0.51g。

考点：考查化合物用氧化物形成表示、外界条件对反应速率的影响、化学基本实验操作以及氧化还原反应方程式的配平和计算