Question

(12分)接觸法制硫酸采用V2O5作催化劑，使用過的催化劑中含V2O5、VOSO4和SiO2，其中VOSO4能溶于水，從使用過的V2O5催化劑中回收V2O5的主要步驟是：向使用過的催化劑中加硫酸和Na2SO3浸取還原，過濾得VOSO4溶液；向濾液中加入KClO3氧化，再加入氨水生成沉淀；將沉淀焙燒處理后得V2O5。

（1） V2O5被浸取還原的反應(yīng)產(chǎn)物之一是VOSO4，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

（2） 若生產(chǎn)過程使用的硫酸用量過大，進一步處理時會增加________的用量。氨氣常用________檢驗，現(xiàn)象是________________________。

（3） 若取加入氨水后生成的沉淀(其摩爾質(zhì)量為598 g·mol－1，且僅含有四種元素)59．8 g充分焙燒，得到固體殘留物54．6 g，同時將產(chǎn)生的氣體通過足量堿石灰，氣體減少了1．8 g，剩余的氣體再通入稀硫酸則被完全吸收。通過計算確定沉淀的化學(xué)式(寫出計算過程)�！�

 

Answer 1

（1） Na2SO3＋V2O5＋2H2SO4===2VOSO4＋Na2SO4＋2H2O(2分)

（2） 氨水(2分)　紅色的石蕊試紙(1分)　能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(1分)

（3） n(沉淀)＝59．8 g/598 g·mol－1＝0．1 mol

n(V)＝2n(V2O5)＝(54．6 g/182 g·mol－1)×2＝0．6 mol(1分)

n(N)＝n(NH3)＝(59．8 g－54．6 g－1．8 g)/17 g·mol－1＝0．2 mol(1分)

n(H2O)＝1．8 g/18 g·mol－1＝0．1 mol

n(H)＝2n(H2O)＋3n(NH3)＝0．8 mol(1分)

n(O)＝n(H2O)＋5n(V2O5)＝1．6 mol(1分)

沉淀的化學(xué)式為V6H8N2O16[或(NH4)2V6O16](2分)

【解析】

試題分析：（1）Na2SO3浸取其被氧化為硫酸鹽；（2）加硫酸反應(yīng)后，加入氨水產(chǎn)生沉淀，若硫酸過多，消耗更多氨水；（3）加入氨水產(chǎn)生的沉淀加熱產(chǎn)生氣體，根據(jù)反應(yīng)物情況，該氣體只能為氨氣，分解還產(chǎn)生水，所以應(yīng)含有V、N、H、O四種元素，

n(沉淀)＝59．8 g/598 g·mol－1＝0．1 mol

由殘留物計算V的量

n(V)＝2n(V2O5)＝(54．6 g/182 g·mol－1)×2＝0．6 mol(1分)

由硫酸增重（氨氣）計算N的量

n(N)＝n(NH3)＝(59．8 g－54．6 g－1．8 g)/17 g·mol－1＝0．2 mol(1分)

由堿石灰增重計算水的量，進一步計算H、O元素的量

n(H2O)＝1．8 g/18 g·mol－1＝0．1 mol

n(H)＝2n(H2O)＋3n(NH3)＝0．8 mol(1分)

n(O)＝n(H2O)＋5n(V2O5)＝1．6 mol(1分)

沉淀的化學(xué)式為V6H8N2O16[或(NH4)2V6O16](2分)

考點：考查化學(xué)計算有關(guān)問題。