Question

【題目】五氧化二釩(V2O5,摩爾質(zhì)量為182g·mol-1)可作化學(xué)工業(yè)中的催化劑，廣泛用于冶金、化工等行業(yè)。V2O5是一種橙黃色片狀晶體,微溶于水，不溶于乙醇,具有強氧化性,屬于兩性氧化物。某研究小組將從某粗釩(主要含有V2O5,還有少量Al2O3、Fe2O3)中提取V2O5。實驗方案設(shè)計如下：

已知：NH4VO3是白色粉末,微溶于冷水,可溶于熱水,不溶于乙醇、醚。

2NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O

請回答：

（1）第①步操作的實驗裝置如右圖所示,虛線框中最為合適的儀器是________。(填編號)

（2）調(diào)節(jié)pH為8～8.5的目的________。

（3）第④步洗滌操作時,可選用的洗滌劑_________。(填編號)

A．冷水 B．熱水 C．乙醇 D．1%NH4Cl溶液

（4）第⑤步操作時,需在流動空氣中灼燒的可能原因________。

（5）硫酸工業(yè)中,SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑就選用V2O5,催化過程經(jīng)兩步完成,將其補充完整：________(用化學(xué)方程式表示),4VO2+O2=2V2O5。

（6）將0.253g產(chǎn)品溶于強堿溶液中,加熱煮沸,調(diào)節(jié)pH為8～8.5,向反應(yīng)后的溶液中加入硫酸酸化的KI溶液(過量),溶液中含有V3+,滴加指示劑,用0.250mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,達到終點消耗Na2S2O3標準溶液20.00mL,則該產(chǎn)品的純度為________。(已知：I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI)

Answer 1

【答案】 B 讓AlO2-轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，避免VO3-的沉淀 A D 若空氣不流通，由于V2O5具有強氧化性，會與還原性的NH3反應(yīng)，從而影響產(chǎn)物的純度及產(chǎn)率 SO2+V2O5=2VO2+SO3 89.9%

【解析】本題考查實驗方案設(shè)計與評價，（1）虛線框中的儀器是向三頸燒瓶中滴加NaOH，為了能夠使NaOH溶液順利滴下，需要有連通裝置，故選項B正確；（2）根據(jù)流程圖，氧化鐵為堿性氧化物，不與NaOH發(fā)生反應(yīng)，V2O5、Al2O3屬于兩性氧化物，能與NaOH發(fā)生反應(yīng)，調(diào)節(jié)pH為8～8.5的目的就是讓AlO2－轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀，避免VO3－的沉淀；（3）根據(jù)信息，NH4VO3微溶于水，可溶于熱水，不溶于乙醇、醚，A、用冷水洗滌，可以減少NH4VO3的溶解，故A正確；B、NH4VO3溶于熱水，造成NH4VO3溶解，故B錯誤；C、雖然NH4VO3不溶于乙醇，但NH4VO3表面雜質(zhì)，如NH4Cl不溶于乙醇，使用乙醇不能洗去沉淀表面的雜質(zhì)，故C錯誤；D、根據(jù)流程生成NH4VO3沉淀，是濾液1與飽和NH4Cl的反應(yīng)生成，且NH4Cl受熱易分解，不產(chǎn)生雜質(zhì)，故D正確；（4）根據(jù)信息，NH4VO4灼燒生成V2O5，因為V2O5具有強氧化性，能與具有還原性NH3發(fā)生反應(yīng)，從而影響產(chǎn)物的純度及產(chǎn)率，因此灼燒NH4VO3時在流動空氣中；（5）催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量不變，根據(jù)已知反應(yīng)反應(yīng)方程式，因此得出反應(yīng)方程式為SO2＋V2O5=2VO2＋SO3；（6）根據(jù)I2和Na2S2O3發(fā)生反應(yīng)的方程式，求出消耗n(I2)=20.00×10－3×0.250/2mol=2.5×10－3mol，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，n(V2O5)×2×2=n(I2)×2，求出n(V2O5)=1.25×10－3mol，即m(V2O5)=1.25×10－3×182g=0.2275g，則產(chǎn)品純度為0.2275/0.253×100%=89.9%。