【题目】随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。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。部分含钒物质在水中的溶解性如下表所示：
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
该工艺的主要流程如下。
请回答下列问题：
（1）请写出加入Na2SO3溶液发生反应的离子方程式_________。
（2）催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体（如下图）。其中a、c二步的化学方程式可表示为_________________，______________。
（3）该工艺中沉矾率是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度。根据下图试建议控制氯化铵系数为_________，控制温度的方法为_________________。
（4）将滤液1和滤液2混合后用氯酸钾氧化，氯元素被还原为最低价，其反应的离子反应方程式为___。
（5）经过热重分析测得：NH4VO3在焙烧过程中，固体质量的减少值（纵坐标）随温度变化的曲线如图所示。则NH4VO3在分解过程中_________。
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．同时分解失去H2O和NH3D．同时分解失去H2、N2和H2O
（6）全钒电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为VO2+ + V2++2H+ 
VO2+ +H2O +V3+。电池充电时阳极的电极反应式为___________。
【答案】V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O SO2+V2O5SO3+V2O4 4VOSO4+O22V2O5+4SO3 4 将反应容器置于80℃的水浴中 6 VO2++ClO3-+3 H2O=6VO2++Cl-+6 H+ B VO2+ +H2O –e- = VO2+ + 2H+
【解析】
（1）亚硫酸根具有还原性，酸性条件下，能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子，离子反应方程式为：V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O；
（2）依据图中的转化关系，V2O5参与反应先做氧化剂把二氧化硫氧化为三氧化硫，本身被还原为图中产物V2O4，根据氧化还原反应的实质写出并配平a步化学方程式SO2+V2O5SO3+V2O4+V2O4；C是VOSO4转化为SO3，此过程需要重新生成催化剂V2O5，需要氧化剂完成，此过程中的氧化剂为氧气，根据化合价的变化写出C步化学方程式 4VOSO4+O22V2O5+4SO3；
（3）根据图示分析数据，80℃时沉矾率最高为98%，再升高温度时其沉钒率反而降低，从氯化铵系数知，氯化铵系数越大沉钒率越大，但系数为5比为4稍微大些，且氯化铵系数越大需要的氯化铵越多，从经济角度分析不合适，所以加NH4Cl的系数最好为4；控制温度的方法为将反应容器置于80℃的水浴中；
（4）将滤液1和滤液2混合后用氯酸钾氧化，氯元素被还原为最低价-1价，其反应的离子反应方程式为6 VO2++ClO3-+3 H2O=6VO2++Cl-+6 H+；
（5）根据NH4VO3在焙烧变化的图象可知：
2NH4VO3═V2O5+2NH3↑+H2O
234g 34g 18g
210℃时，固体质量减少值为1-85.47%=14.54%，380℃时，根据质量减少值为85.47-77.78%=7.69%，
根据方程式知，生成水时固体质量减少分数小于生成氨气时，所以210℃时减少的是氨气，380℃时减少的是水，则该反应过程中先失去氨气后失去水，故选B；
（6）全钒电池的电解质溶液为VOSO4溶液，电池的工作原理为VO2+ + V2++2H+ 
VO2+ +H2O +V3+。电池充电时阳极VO2+失电子生成VO2+，其电极反应式为VO2+ +H2O –e- = VO2+ + 2H+。
名师金手指领衔课时系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】如图所示，锥形瓶和分液漏斗内的液体均是水，向烧杯内滴加水时，发现U形管内液体慢慢右移，恢复到原温度后，左边与右边液面基本相平，则烧杯内的物质是（ ）
A.过氧化钠B.氯化钠C.钠D.氧化钠
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)
Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是
A. 该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B. T2下，在0～t1时间内，υ(Y)＝a-b/t1 mol/(L·min)
C. M点的正反应速率υ（正）大于N点的逆反应速率υ（逆）
D. M点时再加入一定量的X，平衡后X的转化率减小
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【题目】中国科学技术大学的钱逸泰教授等以CCl4和金属钠为原料，在700℃时反应制造出纳米级金刚石粉末和另一种化合物。该成果发表在世界权威的《科学》杂志上，被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列有关说法中，你认为错误的是（ ）
A. Na的还原性强于金刚石B. 另一种化合物是NaCl
C. 纳米级金刚石粉末可以透过半透膜D. 这个反应是置换反应
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【题目】现有下列十种物质：①H2 ②铝 ③醋酸 ④CO2 ⑤H2SO4 ⑥Ba(OH)2固体 ⑦氨水 ⑧稀硝酸⑨熔融Al2(SO4)3 ⑩NaHSO4。
(1)按物质的分类方法填写表格的空白处：
属于非电解质的是__________；属于电解质的是__________；能导电的是____________。
(2)上述十种物质中有两种物质之间可发生离子反应：H++OH===H2O，该离子反应对应的化学方程式为_____________________________。
(3)写出③和⑦反应的离子方程式为__________________，34.2 g ⑨溶于水配成250 mL溶液，SO42-的物质的量浓度为_________________。
(4)过量的④通入⑥的溶液中反应的离子方程式为______________________。
(5)将⑩的溶液加入⑥的溶液中至溶液中的Ba2+离子恰好完全沉淀时反应的离子方程式为__________。
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科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列说法中正确的是( )
A. 2.3gNa投入到97.7g水中形成溶液的质量分数为2.3%
B. 25g CuSO4.5H2O溶于水配成1L溶液，溶质的物质的量浓度为0.1mol/L
C. Na2O2溶于水后溶质未发生改变
D. 标准状况下，22.4 L的SO3中所含分子数为NA个
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【题目】碱式碳酸铜可用于生产木材防腐剂等。工业上可用微蚀刻废液(含有一定量Cu2＋、H＋、SO42-、H2O2和微量Fe3＋)制备高纯度碱式碳酸铜，其制备过程如下：
(1)试剂1最好选用_________。
a.Fe2O3 b.CaCO3 c.CuO
(2)加入Na2CO3沉淀前须除去Fe3＋，否则Fe2(SO4)3会与Na2CO3反应，产生一种气体，同时生成NaFe3(OH)6(SO4)2沉淀，影响产品质量，写出该反应的化学方程式________________。
(3)加入Na2CO3沉淀时，反应液pH对产品中SO42-的含量以及反应液中Cu2＋沉淀效率的影响如下图所示，第二次沉淀时溶液pH最好控制在________。
(4)所制得的碱式碳酸铜的组成可表示为：xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O，要测定其组成，甲同学设计的实验方案中需要如下五个步骤：①称取12.0克的样品；②高温分解；③测出生成CO2的质量为2.2克；④测出生成水蒸气的质量为1.8克⑤称量生成CuO的质量为8.0g。计算出碱式碳酸铜的组成，写出计算过程。____________________________。
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【题目】利用I2O5可消除CO污染，反应为I2O5(s)+5CO(g)
5CO2(g)+I2(s)。不同温度下，向装有足量的I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2mol CO，测得CO2 的体积分数ψ(CO2)随时间t变化曲线如右图，下列说法正确的是
A. b点时，CO的转化率为20%
B. 容器内的压强保持恒定，表明反应达到平衡状态
C. b点和d点的化学平衡常数：Kb>Kd
D. 0到0.5min反应速率v(CO)=0.3mol·L-1·min-1
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