随材料科学的发展.金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用．为回收利用含钒催化剂(含有V2O5.VOSO4及不溶性残渣).科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺.回收率达91.7%以上．该工艺的主要流程如图1:部分钒的化合物在水中的溶解性如下表所示.由此回答下列问题: 物质 VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO2)2SO4 溶� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（2009?肇庆二模）随材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用．为回收利用含钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上．该工艺的主要流程如图1：

部分钒的化合物在水中的溶解性如下表所示，由此回答下列问题：

物质	VOSO₄	V₂O₅	NH₄VO₃	（VO₂）₂SO₄
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

（1）₂₃V在元素周期表位于第

四

周期

ⅤB

族．工业上由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，其化学方程式为

3V₂O₅+10A

高温

l6V+5Al₂O₃

3V₂O₅+10A

高温

l6V+5Al₂O₃

．
（2）反应①的目的是

将V₂O₅转化为可溶性的VOSO₄

．
（3）测定反应②溶液中钒的含量，可用已知浓度的酸化H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，主要产物为CO₂和VOSO₄，其离子方程式为：

2VO₂⁺+H₂C₂O₄+2H⁺=2VO²⁺+2CO₂↑+2H₂O

．
（4）已知NH₄VO₃在焙烧过程中150～200℃时先失去氨；在300～350℃再失去水．请在右边座标图2中画出加热234g NH₄VO₃固体质量的减少值△W随温度（T）变化的曲线．

分析：（1）₂₃V元素的质子数为23，所以根据周期表的位置和结构，钒元素位于第四周期，第ⅤB副族，工业上由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，根据铝热反应的原理，写出冶炼钒的化学方程式 3V₂O₅+10A

高温

l6V+5Al₂O₃；
（2）由题意和流程图可知反应①的目的，将V₂O₅ 转化为可溶性的VOSO₄，便于分离提纯；
（3）可用已知浓度的酸化H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，主要产物为CO₂和VOSO₄，发生反应的离子方程根据氧化还原反应的化合价升降，正五价的钒元素被还原为正四价的钒元素，H₂C₂O₄则被氧化为二氧化碳，写出产物配平可得离子方程；
（4）已知NH₄VO₃在焙烧过程中150～200℃时先失去氨；在300～350℃再失去水，根据发生的反应计算出氨气和水的质量，
2NH₄VO₃═V₂O₅+2NH₃↑+H₂O
234g 34g 18g
减少值开始为0～34g，曲线从150℃开始减少（34gNH₃），到200℃时（比32.0g低少许）曲线开始平直；到300℃时又开始减少（H₂O的质量），到350℃时减少52g时（比48.0g略低）就不再变化．画出对应固体质量减少随温度变化的曲线；

解答：解：（1）符号₂₃V代表的是质子数为23的原子，所以钒元素位于第四周期，第 VB 副族；结合铝热反应的原理写出化学方程式．故答案：四；VB； 3V₂O₅+10A

高温

l6V+5Al₂O₃；
（2）加入硫酸和亚硫酸钠，目的是利用氧化还原反应，用亚硫酸钠还原V₂O₅，将V₂O₅ 转化为可溶性的VOSO₄，便于提纯；故答案：将V₂O₅ 转化为可溶性的VOSO₄；
（3）测定反应②溶液中钒的含量，可用已知浓度的酸化H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，主要产物为CO₂和VOSO₄，根据化合价升降，写出离子方程为2VO₂⁺+H₂C₂O₄+2H⁺=2 VO²⁺+2 CO₂↑+2 H₂O，
故答案：2VO₂⁺+H₂C₂O₄+2H⁺=2 VO²⁺+2 CO₂↑+2 H₂O；
（4）因方程式为：
2NH₄VO₃═V₂O₅+2NH₃↑+H₂O
234g 34g 18g
减少值开始为0～34g，曲线从150℃开始减少（34gNH₃），到200℃时（比32.0g低少许）曲线开始平直；到300℃时又开始减少（H₂O的质量），到350℃时减少52g时（比48.0g略低）就不再变化．画出图象．则有

故答案为：

点评：本题主要考查了原子符号的含义、铝热反应的应用、氧化还原反应的实质、离子方程的书写，重点考查了作图能力，反应中固体质量变化随温度变化的曲线描画．

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