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“合金维生素 .已知钒的原子序数为23.回答下列问题: (1)钒被认为是一种稀土元素.广泛分散于各种矿物中.钾钒铀矿中的钒原子最外层已达到8电子稳定结构.其化学式为K2H6U2V2O15(其中钒元素的化合价为+5价).若用氧化物的形式表示.该化合物的化学式为 . (2)五氧化二� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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“合金维生素”。已知钒的原子序数为23，回答下列问题：

(1)钒被认为是一种稀土元素，广泛分散于各种矿物中，钾钒铀矿中的钒原子最外层已达到8电子稳定结构，其化学式为K₂H₆U₂V₂O₁₅(其中钒元素的化合价为＋5价)。若用氧化物的形式表示，该化合物的化学式为______________________。

(2)五氧化二钒是工业制造中的常用催化剂，如工业制硫酸中就利用五氧化二钒作催化剂。从含钒废催化剂中回收钒，传统的技术是“氧化焙烧法”，其具体流程为配料→

磨碎→焙烧→水浸→沉钒→煅烧→五氧化二钒。其中焙烧是将食盐和钒铅矿在空气中焙烧，这时矿石中所含的V₂O₅就转化为NaVO₃，然后用水从烧结块中浸出NaVO₃，再用稀硫酸酸化就得到V₂O₅的水合物，经过煅烧就可得到V₂O₅。

①配料在焙烧前磨碎的目的是

________________________________________________________________________。

②从水浸→沉钒必要的操作是________。

A．萃取 B．过滤

C．蒸馏 D．结晶

③写出焙烧过程中V₂O₅发生反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(3)测定钒含量的方法是先把钒转化成V₂O₅，V₂O₅在酸性溶液里转变成VO，再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒。请配平下列反应的化学方程式。

________VO₂⁺＋________H₂C₂O₄===________VO^＋＋________CO₂＋________H₂O。

若反应消耗0.9 g草酸，参加反应的钒元素质量是________g。

【答案】

(1)K₂O·V₂O₅·2UO₃·3H₂O

(2)①增大接触面积，使反应充分进行　②B

③2V₂O₅＋4NaCl＋O₂4NaVO₃＋2Cl₂

(3)1　1　1　2　1　0.51

【解析】

试题分析：(1) 用氧化物的形式表示的前提是保持各种元素化合价不变，所以可同时将原子个数扩大相同的倍数，即化学式是K₂O·V₂O₅·2UO₃·3H₂O。

(2) ①粉碎的目的是增大接触面积，提高反应速率，使反应物充分反应。

②将固体从溶液中分离出的操作是过滤，即答案选B。

③根据电子的得失守恒可知，焙烧过程中V₂O₅发生反应的化学方程式2V₂O₅＋4NaCl＋O₂4NaVO₃＋2Cl₂。

(3)根据方程式可知，V也是的化合价从＋5价降低到＋3价，得到2个电子。草酸中碳元素的化合价从＋3价升高到＋4价，失去1个电子，所以根据氧化还原反应中都是的得失守恒可知，配平后的化学计量数分别是1　1　1　2　1；0.9g草酸的物质的量是0.9g÷90g/mol＝0.01mol，则根据反应的化学方程式可知，参加反应的钒元素的质量是0.01mol×51g/mol＝0.51g。

考点：考查化合物用氧化物形成表示、外界条件对反应速率的影响、化学基本实验操作以及氧化还原反应方程式的配平和计算

点评：该题是高考中的常见题型，试题综合性强，难度较大，学生不易得分。该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。

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科目：高中化学 来源： 题型：

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

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

V₂O₅+SO₃^2-+4H⁺=2VO²⁺+SO₄^2-+2H₂O

．
（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（如下左图）．

其中a、c二步的化学方程式可表示为

SO₂+V₂O₅?SO₃+V₂O₄

，

4VOSO₄+O₂?2V₂O₅+4SO₃

．
（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．
根据图试建议控制氯化铵系数和温度：

、

80℃

．

（4）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右图所示．

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NH₃
D．同时分解失去H₂、N₂和H₂O．

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2012?焦作一模）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

请回答下列问题：
（1）₂₃V在元素周期表位于第

四

周期

族．工业上由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，其用化学方程式表示为

3V₂O₅+10Al

高温

6V+5Al₂O₃

3V₂O₅+10Al

高温

6V+5Al₂O₃

．
（2）反应①的目的是

将V₂O₅转化为可溶性的VOSO₄

．
（3）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，写出该步发生反应的离子方程式

NH₄⁺+VO₃^-=NH₄VO₃↓

．
（4）用酸化的H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，写出配平后完整的离子方程式．

VO₂⁺+

H₂C₂O₄+

H⁺→

VO²⁺+

CO₂+

2H₂O

．
（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

化的曲线如右图所示．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NH₃
D．同时分解失去H₂、N₂和H₂O．

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科目：高中化学 来源： 题型：

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．
（1）钒主要用来制造钒钢．钒钢具有很高的耐磨损性和抗撞击性，原因是

（填序号）
A．钒在常温下，化学活泼性较弱
B．钒钢表面形成了致密且坚固的氧化膜
C．钒钢结构紧密，具有较高的韧性、弹性和强度
（2）在温度较低时，溶液中钒酸盐会转化为焦钒酸盐：
2VO₄^3-+H₂O?V₂O₇^4-+2OH^-①
在温度较高时，焦钒酸盐又转化为偏钒酸盐：
V₂O₇^4-+H₂O?2VO₃^-+2OH^-②
反应②平衡常数的表达式K=

；
（3）已知某温度下：4V（s）+5O₂（g）=2V₂O₅（s）△H=-1551kJ?mol^-1
4V（s）+3O₂（g）=2V₂O₃（s）△H=-1219kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6kJ?mol^-1
写出H₂还原V₂O₅得到V₂O₃的热化学方程式：

；
（4）用钒酸钠（Na₃VO₄）溶液（含PO₄^3-、SiO₃^2-等杂质离子）制备高纯V₂O₅流程如下：

①加入镁盐，加热搅拌，其中加热的作用是

；
②在25℃时，K_sp[Mg₃（PO₄）₂]=1.0×10^-26，若净化后溶液中的Mg²⁺的平衡浓度为 1.0×10^-4 mol?L^-1，则溶液中c（P0₄^3-）=

；
③加入NH₄Cl，加热搅拌，该步骤反应的离子方程式为

；
④为测定产品纯度，称取产品mg，溶解后定容在100mL容量瓶中，每次取5.00mL溶液于锥形瓶中，加入一定量的稀盐酸和KI溶液，用a mol?L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定，发生的反应为：
V₂O₅+6HCl+2KI=2VOCl₂+2KCl+I₂+3H₂O
I₂+2Na₂S₂O₃=Na₂S₄O₆+2NaI
若三次滴定消耗标准溶液的平均体积为bmL，则该产品的纯度为

（用含m、a、b的代数式表示）．

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科目：高中化学 来源： 题型：

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“合金维生素”．已知钒的原子序数为23，回答下列问题：
（1）钒被认为是一种稀土元素，广泛分散于各种矿物中，钾钒铀矿的化学式为K₂H₆U₂V₂O₁₅（其中钒元素的化合价为+5价）．若用氧化物的形式表示，该化合物的化学式为

．
（2）①测定钒含量的方法是先把钒转化成V₂O₅，V₂O₅在酸性溶液里转变成VO2+，再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒．请配平下列反应的化学方程式．

VO2++

H₂C₂O₄→

VO⁺+

CO₂+

H₂O
②上述反应其中还原剂是

（填化学式）；若反应消耗0.9g草酸，参加反应的钒元素质量是

g．

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科目：高中化学 来源： 题型：

随着材料科学的发展，金属钒被誉为“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．
己知：V可形成VO²⁺、VO₂⁺、VO₃^-等多种离子；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）工业上常用铝热反应法由V₂O₅冶炼金属钒，请写出反应的化学方程式

．
（2）反应①的离子方程式是

．
（3）在反应②中，每生成1mol（VO₂）₂SO₄转移电子的数目为

．
（4）在离子交换过程中，发生可逆反应VO₂⁺+2OH^-?VO₃^-+H₂O．
该反应的化学平衡常数K 的表达式为

．
（5）反应③充分反应后，分离出NH₄VO₃的实验所需主要玻璃仪器为

，为保证产品纯度，还应进行的操作名称是

．

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