Question

隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金的維生  素”。為回收利用含釩催化劑（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性殘?jiān)�），科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，回收率達(dá)91.7%以上。

部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如下表所示：

    該工藝的主要流程如下：

    請回答下列問題。

（1）工業(yè)上由V₂O₅冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，用化學(xué)方程式表示為       。

（2）反應(yīng)①的目的是              。

（3）該工藝中反應(yīng)③的沉淀率（又稱沉釩率）是回收釩的關(guān)鍵之一，寫出該步發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：                     。

（4）用已知濃度的硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液，滴定（VO₂）₂SO₄溶液，以測定反應(yīng)②后溶液中含釩量：VO₂⁺+H₂C₂O₄+H⁺→VO²⁺+CO₂+X。X為       （寫化學(xué)式）。

  （5）經(jīng)過熱重分析測得：NH₄VO₃在焙燒過程中，固體質(zhì)量的減少值（縱坐標(biāo)）隨溫度變化  的曲線如上圖所示。則NH₄VO₃在分解過程中          （填序號(hào)）。

    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．同時(shí)分解失去H₂O和NH₃

    D．同時(shí)分解失去H₂、N₂和H₂O

Answer 1

【知識(shí)點(diǎn)】工藝流程題 A4  B1 C2

【答案解析】（1）3V₂O₅＋10Al6V＋5Al₂O₃（3分）

（2）將V₂O₅轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO₄（3分）

（3）NH＋VO===NH₄VO₃↓（3分）

（4）H₂O（3分）

（5）B（3分）

解析： ⑴由V₂O₅冶煉金屬釩常用鋁熱劑法，即鋁與V₂O₅反應(yīng)生成V_。：3V₂O₅＋10Al6V＋5Al₂O₃

⑵根據(jù)流程含釩催化劑粉碎、水浸、過濾得到的濾液和反應(yīng)①的濾液為反應(yīng)②的反應(yīng)物，因此反應(yīng)①的濾液含VOSO₄，即反應(yīng)①的目的是加入硫酸和亞硫酸鈉，目的是利用氧化還原反應(yīng)，用亞硫酸鈉還原V₂O₅，將V₂O₅ 轉(zhuǎn)化為可溶性的VOSO₄。

⑶根據(jù)NH₄VO₃難溶于水，利用復(fù)分解反應(yīng)沉淀VO₃^-，反應(yīng)為：NH₄⁺+VO₃^-=NH₄VO₃↓

⑷根據(jù)得失電子相等可寫出的離子方程為2VO₂⁺+H₂C₂O₄+2H⁺=2VO²⁺+2CO₂+2H₂O 。

⑸若NH₄VO₃焙燒分解放出氨氣和水，反應(yīng)為

2NH₄VO₃═V₂O₅+2NH₃↑+H₂O

234g            34g    18g，放出的氨氣質(zhì)量與水的質(zhì)量比為34：18，與圖像2段固體的減少值比接近（開始為0～32.0g多一點(diǎn)，曲線到200℃時(shí)曲線開始平直；到約為300℃時(shí)又開始減少，到350℃時(shí)減少約48-32=16g時(shí)就不再變化），所以NH₄VO₃在焙燒過程中先分解失去NH₃，再分解失去H₂O。

【思路點(diǎn)撥】可以先入為主法分析熱重變化即分析物質(zhì)可能發(fā)生的反應(yīng)（2NH₄VO₃═V₂O₅+2NH₃↑+H₂O），求得失去的質(zhì)量（放出的氨氣質(zhì)量與水的質(zhì)量比為34：18）與圖像質(zhì)量的變化（開始為0～32.0g多一點(diǎn)，而后是約16g）是否吻合。