Question

釩具有眾多優(yōu)異的性能，用途十分廣泛，有金屬“維生素”之稱．
完成下列填空：
（1）將廢釩催化劑（主要成分V₂O₅）與稀硫酸、亞硫酸鉀溶液混合，充分反應(yīng)，所得溶液顯酸性、含VO²⁺、K⁺、SO₄^2-等．寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

V₂O₅+K₂SO₃+2H₂SO₄=2VOSO₄+K₂SO₄+2H₂O

．
（2）向上述所得溶液中加入KClO₃溶液，充分反應(yīng)后，溶液中新增加了VO₂⁺、Cl^-．寫出并配平該反應(yīng)的離子方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向

．
（3）在20.00mL的0.1mol/LVO₂⁺溶液中，加入0.195g鋅粉，恰好完成反應(yīng)，則還原產(chǎn)物可能是

b

．
a．V          b．V²⁺          c．VO₂⁺        d．VO²⁺
（4）已知V₂O₅能和鹽酸反應(yīng)生成氯氣和VO²⁺．請再寫一個離子反應(yīng)方程式，說明還原性：SO₃^2-＞Cl^-＞VO²⁺

Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+2H⁺+SO₄^2-

．

Answer 1

分析：（1）由題意可知，V₂O₅與稀硫酸、亞硫酸鉀反應(yīng)生成VOSO₄、K₂SO₄，由元素守恒可知還生成H₂O；
（2）ClO₃^-與VO²⁺反應(yīng)生成VO₂⁺、Cl^-，根據(jù)電荷守恒、原子守恒確定其它物質(zhì)并配平；
（3）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算V元素在還原產(chǎn)物中的化合價，據(jù)此解答；
（4）V₂O₅能和鹽酸反應(yīng)生成氯氣和VO²⁺，故還原性Cl^-＞VO²⁺，氯氣可以將亞硫酸根氧化生成硫酸根、自身被還原為Cl^-，可以說明還原性SO₃^2-＞Cl^-．

解答：解：（1）（1）由題意可知，V₂O₅與稀硫酸、亞硫酸鉀反應(yīng)生成VOSO₄、K₂SO₄，由元素守恒可知還生成H₂O，配平后方程式為：V₂O₅+K₂SO₃+2H₂SO₄=2VOSO₄+K₂SO₄+2H₂O，
故答案為：V₂O₅+K₂SO₃+2H₂SO₄=2VOSO₄+K₂SO₄+2H₂O；
（2）ClO₃^-與VO²⁺反應(yīng)生成VO₂⁺、Cl^-，氯元素化合價由+5降低為-1，共降低6價，V元素化合價由+4升高為+5，共升高1價，化合價升降最小公倍數(shù)為6，故ClO₃^-的系數(shù)為1、VO²⁺系數(shù)為6，由原子守恒可知成VO₂⁺的系數(shù)為6，Cl^-的系數(shù)為1，由電荷守恒可知還生成H⁺，系數(shù)為6，故有水參加反應(yīng)，系數(shù)為3，配平該反應(yīng)的離子方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目和方向為：，
故答案為：；
（3）0.195g鋅粉的物質(zhì)的量=

0.195g

65g/mol

=0.003mol，令V元素在還原產(chǎn)物中的化合價為a，則：
0.003×2=0.02L×0.1mol/L×（5-a），解得a=2，
故答案為：b；
（4）V₂O₅能和鹽酸反應(yīng)生成氯氣和VO²⁺，故還原性Cl^-＞VO²⁺，氯氣可以將亞硫酸根氧化生成硫酸根、自身被還原為Cl^-，可以說明還原性SO₃^2-＞Cl^-，反應(yīng)離子方程式為：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+2H⁺+SO₄^2-，
故答案為：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+2H⁺+SO₄^2-．

點評：本題考查氧化還原反應(yīng)配平與計算、還原性強弱的比較等，難度中等，注意掌握氧化還原反應(yīng)配平方法與守恒思想的運用．