Question

【题目】五氧化二钒在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料含、CuO、MnO、、、有机物为原料制备的一种流程如下：

已知：时，难溶电解质的溶度积常数如表所示：

难溶电解质

（1）“焙烧”的目的是____________________________________________；

（2）“滤渣1”的用途为____________写出一种即可；常温下，若“调pH”为7，是否能沉淀完全：______填“是”或“否”；溶液中离子浓度小于时，认为该离子沉淀完全

（3）“沉锰”需将温度控制在左右，温度不能过高或过低的原因为_______________；

（4）结晶所得的需进行水洗、干燥。证明已洗涤干净的实验操作及现象为_______________________；

（5）在煅烧生成的过程中，固体残留率随温度变化的曲线如图所示。其分解过程中先后失去的物质分别是_________、____________。填写分子式

（6）为测定该产品的纯度，兴趣小组同学准确称取产品，加入足量稀硫酸使其完全反应，生成，并配成溶液。取溶液用的标准溶液滴定，滴定到终点时消耗标准液。已知滴定过程中被氧化为，黄色被还原为蓝色，该反应的离子方程式为_____________；该产品的纯度为_________________。

Answer 1

【答案】除去有机物杂质，将氧化为 制光导纤维、制玻璃、制硅胶等 是 温度过低，反应速率慢，可能提前结晶析出导致产率低，温度过高，分解，导致原料利用率低 取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中，滴加溶液，无明显现象，证明已洗涤干净 。

【解析】

含钒废料含、CuO、MnO、、、有机物焙烧后，有机物杂质会燃烧除去，被氧化为；“滤渣1”为不与硫酸反应的二氧化硅，剩余含有Cu2+，Mn2+， Al3+和钒离子，调节PH将杂质离子生成难溶物除去，碳酸氢铵除锰，剩余物质煅烧得到。

（2）利用氢氧化铜的溶度积公式计算出铜离子的浓度，与10—5比较，小于10—5，则沉淀完全；

(3)“沉锰”时所用试制为NH4 HCO3温度过低时，反应速率较慢.，NH4VO3可能提前结晶析出，导致产率较低；温度过高时. NH4 HCO3分解使原料的利用率降低，并导致环境污染；

(4)NH4VO3晶体可能粘附HCO3-，SO42-等，故加入氯化钡溶液；

(5)由图像上不同温度下的固体残留率，得到失去的物质；

(6)根据实验现象写出离子方程式，根据离子方程式计算得出产率。

(1)由含钒废料的成分和流程图中物质的转化关系知，“焙烧"的目的是除去有机物杂质,并将氧化为 ，故答案为：除去有机物杂质，将氧化为；

(2) “滤渣1”为二氧化硅，可用于制作光导纤维，玻璃，制取硅胶，硅单质等，由流程图中信息知，“调pH”的目的是将Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀，调节pH为7时，溶液中c(H+)=10-7 mol./L ，c(OH-)=mol/L==10-7mol/L，c(Cu2+)==2.2×10-6<10-5，故沉淀完全，故答案为：制光导纤维、制玻璃、制硅胶等；是；

(3)“沉锰”时所用试制为NH4 HCO3温度过低时，反应速率较慢，NH4VO3可能提前结晶析出，导致产率较低；退度过高时， NH4 HCO3分解使原料的利用率降低，并导致环境污染，故答案为：温度过低，反应速率慢，可能提前结晶析出导致产率低，温度过高，分解，导致原料利用率低；

(4)NH4VO3晶体可能粘附HCO3-，SO42-等，故证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为：取少量最后一次洗涤液于洁净试管中，滴加溶液，无明显现象，证明已洗涤干净，故答案为：取少量最后一次洗涤液于洁净试管中, 滴加溶液，无明显现象，证明已洗涤干净 ；

（5）解析NH4VO3 分解的过程中生成氨气和HVO3，210时若分解生成酸和氨气，假设起始NH4VO3的质量为117g，则剩余固体占起始固体百分含量为≈85.47%， 所以210时，剩余固体物质的化学式为HVO3，失去的物质为NH3，380时，HVO3进一步分解生成V2O5和水，则剩余固体占起始固体百分含量为=77.78%，故剩余固体是V2O5，失去的物质为H2O，故答案为：；；

（6）已知滴定过程中被氧化为，img src="http://thumb.zyjl.cn/questionBank/Upload/2020/11/27/00/8bf063d5/SYS202011270026294950861831_DA/SYS202011270026294950861831_DA.022.png" width="41" height="25" style="-aw-left-pos:0pt; -aw-rel-hpos:column; -aw-rel-vpos:paragraph; -aw-top-pos:0pt; -aw-wrap-type:inline" />黄色被还原为蓝色，则离子方程式为；准确称取产品V2O52.0g，加入足量的稀硫酸使其完全生成(VO2)2SO4，并配成250mL溶液。取25.00mL溶液用0.1000mol/L的H2C2O4溶液滴定，消耗标准液10.00mL，已知离子方程式为，则n(VO2+)=2n(H2C2O4)=2×0.01L×0.1000mol/L，所以250mL溶液中n(VO2+)=2×0.01L×0.1000mol/L×=0.02mol，所以n(V2O5)=0.01mol，其质量为0.01mol×182g/mol=1.82g，所以产品的纯度为×100%=91.00%，故答案为：；91.00%。