【題目】金屬釩被譽(yù)為“合金的維生素”,常用于催化劑和新型電池。釩(V)在溶液中主要以VO43-(黃色)、VO2+(淺黃色)、VO2+(藍(lán)色)、V3+(綠色)、V2+(紫色)等形式存在;卮鹣铝袉栴}:

(1)工業(yè)中利用V2O5制備金屬釩。

4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H1=-2834kJ/mol

4V(s)+5O2(g)=2V2O5(s) △H2=-3109kJ/mol

寫出V2O5與A1反應(yīng)制備金屬釩的熱化學(xué)方程式____________________。

(2)V2O5是一種重要的氧化物,具有以下性質(zhì):

①V2O5在強(qiáng)堿性溶液中以VO43-形式存在,試寫出V2O5溶于NaOH溶液的離子方程式:___________________________________________

②V2O5具有強(qiáng)氧化性,溶于濃鹽酸可以得到藍(lán)色溶液,試寫出V2O5與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式:________________________________。

(3)VO43-和V2O74-在PH≥13的溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下,1.0 mol·L-1的Na3VO4溶液中c(VO43-)隨c(H+)的變化如圖所示。

①寫出溶液中Na3VO4轉(zhuǎn)化為Na4V2O7的離子方程式__________________。

②由圖可知,溶液中c(H+)增大,VO43-的平衡轉(zhuǎn)化率______(填“增大”“減小”或“不變”)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù),計(jì)算該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值為_____________

(4)全釩液流電池是一種優(yōu)良的新型蓄電儲能設(shè)備,其工作原理如圖所示:

①放電過程中A電極的反應(yīng)式為__________________。

②充電過程中,B電極附近溶液顏色變化為___________________

【答案】 10Al(s)+3V2O3(s)=5Al2O3(s)+6V(s) △H=-2421.5kJ/mol V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O V2O5+6HCl=2VOCl2+Cl2↑+3H2O 2VO43-+H2OV2O74-+2OH- 增大 0.4 VO2++2H++e-=VO2++H2O 溶液由綠色變?yōu)樽仙?/span>

【解析】(1)①4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H1=-2834kJ/mol

②4V(s)+5O2(g)=2V2O5(s) △H2=-3109kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律由①×2.5-②×1.5可得反應(yīng)10Al(s)+3V2O3(s)=5Al2O3(s)+6V(s) △H=2.5△H1-1.5△H2=2.5×(-2834kJ/mol)-1.5×(-3109kJ/mol)=-2421.5kJ/mol;

(2) ① V2O5溶于NaOH溶液生成VO43-,其反應(yīng)的離子方程式為:V2O5+6OH-=2VO43-+3H2O;

②V2O5具有強(qiáng)氧化性,溶于濃鹽酸將其氧化產(chǎn)生氯氣,同時(shí)得到藍(lán)色溶液,反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為:V2O5+6HCl=2VOCl2+Cl2↑+3H2O;

(3)①由圖可知,在PH≥13的溶液中, VO43-結(jié)合水電離出的氫離子轉(zhuǎn)化為V2O74-,離子方程式為:2VO43-+H2OV2O74-+2OH-;②由圖可知,溶液中c(H+)增大,VO43-的平衡轉(zhuǎn)化率增大;根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù),c(VO43-)=0.2mol/L,改變的c(VO43-)=1.0mol/L-0.2mol/L=0.8mol/L,則c(V2O74-)=×0.8mol/L =0.4mol/L,c(H+)=5×10-14 mol/L,c(OH-)=0.2mol/L,該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值為: ==0.4mol/L;(4)①放電過程中做為原電池的正極A電極VO2+得電子產(chǎn)生VO2+,其反應(yīng)式為:VO2++2H++e-=VO2++H2O;②充電過程中做為電解池,陰極B電極附近V3+得電子轉(zhuǎn)化為V2+,溶液由綠色變?yōu)樽仙?/span>

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)制取副產(chǎn)品鹽酸的設(shè)想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實(shí)。某化學(xué)興趣小組通過在實(shí)驗(yàn)室中模擬上述過程,其設(shè)計(jì)的模擬裝置如下:

根據(jù)設(shè)計(jì)要求回答:

(1)B裝置有三種功能:均勻混合氣體;__________________________。

(2)設(shè)V(Cl2)/V(CH4)=x,若理論上欲獲得最多的氯化氫,則x值應(yīng)_____________。

(3)E裝置除生成鹽酸外,還含有有機(jī)物,從E中分離出有機(jī)物的最佳方法為________。該裝置還有缺陷,原因是沒有進(jìn)行尾氣處理,其尾氣主要成分為________(填編號)。

a.CH4  b.CH3Cl  c.CH2Cl2  d.CHCl3  e.CCl4

(4)D裝置的石棉中均勻混有KI粉末,其作用是___________________。

(5)E裝置的作用是___________________(填編號)。

A.收集氣體 B.吸收氯氣 C.防止倒吸 D.吸收氯化氫

(6)在C裝置中,經(jīng)過一段時(shí)間的強(qiáng)光照射,發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)壁有黑色小顆粒產(chǎn)生,寫出置換出黑色小顆粒的化學(xué)方程式_____________________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)實(shí)驗(yàn)證明,聚沉能力主要取決于與膠粒帶相反電荷的離子所帶的電荷數(shù),電荷數(shù)越大,聚沉能力越大。

向Fe(OH)3膠體中加入下列電解質(zhì)時(shí),其聚沉能力最強(qiáng)的為________(填序號)。

A.NaCl B.FeCl3 C.K2SO4 D.Na3PO4

為了把黏土溶膠(黏土膠體粒子帶負(fù)電荷)變成較潔凈的水,加入下列電解質(zhì)時(shí),_______(填序號)效果最明顯,原因是_____________________________________________。

A.BaCl2 B.Al2(SO4)3 C.KCl D.CuSO4

(2)已知半透膜有非常細(xì)小的孔,只允許較小的離子、分子通過,膠體粒子不能透過。(提示:碘遇淀粉顯藍(lán)色)

把10 mL淀粉膠體和5 mL KCl溶液的混合液體加入到用半透膜制成的袋內(nèi),將此袋浸入盛蒸餾水的燒杯中,2 min后,用兩支試管各取5 mL燒杯中的液體,并做如下實(shí)驗(yàn):

向其中一支試管里滴加少量AgNO3溶液,其現(xiàn)象是______________________。

向另一支試管里滴加少量碘水,其現(xiàn)象是__________________________。

由上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是__________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(12分)化合物D是硅橡膠的穩(wěn)定劑,其合成路線如下圖

(1)B的分子式為 ; C中官能團(tuán)名稱 。

(2)C→D的反應(yīng)類型為

(3)B→C的化學(xué)方程式為 。

(4)化合物D可能具有的性質(zhì)有 (選填序號)。

a.加成反應(yīng) b.與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

c.消去反應(yīng) d.酯化反應(yīng)

(5)化合物B經(jīng)3步反應(yīng)可制備,反應(yīng)類型依次是 (選填序號)。

a.加成 、 取代、 消去

b.取代、消去、加成

c.消去、加成、取代

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25℃時(shí),向純水中通入Cl2至飽和,再逐滴滴加0.1mol/L的NaOH溶液,實(shí)驗(yàn)過程中得到如下圖所示的pH變化曲線。下列有關(guān)說法正確的是

A. pH=7時(shí),一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)

B. 從a點(diǎn)到b點(diǎn),Cl2在水中的溶解度增大

C. b點(diǎn)溶液中:c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(HClO)

D. 從b點(diǎn)到c點(diǎn),溶液中減小

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】金屬厲鎢(W)可做燈泡的燈絲,鎢合金材料非常堅(jiān)硬和耐磨、耐熱。用黑鎢礦(含有FeWO4)與Na2CO3混合在空氣中焙燒可以得到Na2WO4,Na2WO4與熱的濃鹽酸反應(yīng)生成H2WO4,H2WO4受熱分解生成H2O和WO3。

(1)鎢合金材料屬于__________。(填選項(xiàng))

A.單質(zhì) B.化合物 C.純凈物 D.混合物

(2)4FeWO4+4Na2CO3+O24Na2WO4+2Fe2O3+4______。H2WO4讀作_______。H2WO4中鎢元素的化合價(jià)為_______。

(3)H2與WO3在1000℃條件下發(fā)生反應(yīng)可得到金屬W,其反應(yīng)方程式為____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲、乙、丙三種物質(zhì)是某抗生素合成過程中的中間產(chǎn)物,下列說法正確的是

A. 甲、乙均能發(fā)生加成反應(yīng)

B. 甲的一種同分異構(gòu)體中可能含有苯環(huán)和羧基

C. 甲分子中的所有原子可能共平面

D. 用酸性KMnO4溶液可鑒別乙和丙

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組物質(zhì)之間不可能實(shí)現(xiàn)如圖所示轉(zhuǎn)化的是( )

選項(xiàng)

X

Y

Z

M

A

S

SO2

SO3

O2

B

HNO3

Fe(NO3)3

Fe(NO3)2

Fe

C

NaOH

Na2CO3

Na2CO3

CO2

D

HN3

NO

NO2

O2

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】把小塊木炭在酒精燈上燒至紅熱,迅速投入熱的濃硝酸中,發(fā)生劇烈反應(yīng),同時(shí)有大量紅棕色氣體產(chǎn)生,液面上木炭迅速燃燒發(fā)出光亮。

(1)寫出紅熱木炭被熱的濃硝酸氧化為CO2的化學(xué)方程式____________________。

(2)木炭與濃硝酸反應(yīng)過程中還伴隨著濃硝酸的分解,除了產(chǎn)生氧氣外,也產(chǎn)生紅棕色氣體。相同條件下該分解反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣與紅棕色氣體的體積之比為____________________。

(3)某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對“木炭在液面上迅速燃燒發(fā)出光亮”的原因做出3個(gè)猜想:

A.甲同學(xué)認(rèn)為空氣中O2支持木炭燃燒

B.乙同學(xué)認(rèn)為濃硝酸分解產(chǎn)生的O2支持木炭燃燒

C.丙同學(xué)認(rèn)為反應(yīng)產(chǎn)生的NO2支持木炭燃燒

①根據(jù)木炭在空氣中燃燒的現(xiàn)象,甲同學(xué)的猜想明顯不合理,理由是____________________。

②理論分析乙同學(xué)的猜想也不正確,原因是________________________________________。

③要證實(shí)丙同學(xué)的猜想,還需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)方案是____________________________________。(請寫出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論)。

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