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(qǐng)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(cè)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(cè)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。