Question

钒具有众多优异的性能，用途十分广泛，有金属“维生素”之称。完成下列填空：

（1）将废钒催化剂(主要成分V₂O₅)与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合，充分反应，所得溶液显酸性、含VO²⁺、K⁺ 、SO₄^2–等。写出该反应的化学方程式                       。

（2）向上述所得溶液中加入KClO₃溶液，充分反应后，溶液中新增加了VO₂⁺、Cl^– 。写出并配平该反应的离子方程式，并标出电子转移的数目和方向                           。

（3）在20.00mL的0.1mol/LVO₂⁺溶液中，加入0.195g锌粉，恰好完成反应，则还原产物可能是          。

a．V          b．V²⁺          c．VO₂⁺        d．VO²⁺

（4）已知V₂O₅能和盐酸反应生成氯气和VO²⁺。请再写一个离子反应方程式，说明还原性：SO₃^2–＞Cl^–＞VO²⁺                                                                   。

Answer

（1）V2O5 +K2SO3+2H2SO4→2VOSO4+K2SO4+2H2O （2分）

(写成离子方程式也给分   V2O5 + SO32–+4H+→2VO2++ SO42–+2H2O ) 

（2）（配平1分，电子转移的数目及方向1分）

（3）b（2分）

（4）Cl2 + SO32–+ H2O→2Cl–+ 2H++ SO42–（2分）

【解析】

试题分析：（1）由题意可知，V2O5与稀硫酸、亚硫酸钾反应生成VOSO4、K2SO4，根据原子守恒可知还生成H2O。其中V的化合价从＋5价降低到＋4价，得到1个电子。亚硫酸钾中S元素的化合价从＋4价升高到＋6价，失去2个电子，因此根据电子得失守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比是1:1，所以配平后方程式为V2O5+K2SO3+2H2SO4＝2VOSO4+K2SO4+2H2O。

（2）ClO3-与VO2+反应生成VO2+、Cl-，氯元素化合价由+5价降低为-1价，共降低6价。V元素化合价由+4升高为+5价，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，故ClO3-的系数为1、VO2+系数为6，由原子守恒可知成VO2+的系数为6，Cl-的系数为1，由电荷守恒可知还生成H+，系数为6，故有水参加反应，系数为3，因此配平该反应的离子方程式，并标出电子转移的数目和方向为。

（3）0.195g锌粉的物质的量＝0.195g÷65g/mol＝0.003mol，设V元素在还原产物中的化合价为a，则根据电子得失守恒可知0.003×2＝0.02L×0.1mol/L×（5－a），解得a＝2，答案选b。

（4）在氧化还原反应中还原剂的还原性强于还原产物的，V2O5能和盐酸反应生成氯气和VO2+，故还原性Cl-＞VO2+，氯气可以将亚硫酸根氧化生成硫酸根、自身被还原为Cl-，可以说明还原性SO32-＞Cl-，反应离子方程式为Cl2+SO32-+H2O＝2Cl-+2H++SO42-。

考点：考查氧化还原反应的有关判断、配平和计算等