Question

钒具有众多优异的性能，用途十分广泛，有金属“维生素”之称．
完成下列填空：
（1）将废钒催化剂（主要成分V₂O₅）与稀硫酸、亚硫酸钾溶液混合，充分反应，所得溶液显酸性、含VO²⁺、K⁺、SO₄^2-等．写出该反应的化学方程式

V₂O₅+K₂SO₃+2H₂SO₄=2VOSO₄+K₂SO₄+2H₂O

．
（2）向上述所得溶液中加入KClO₃溶液，充分反应后，溶液中新增加了VO₂⁺、Cl^-．写出并配平该反应的离子方程式，并标出电子转移的数目和方向

．
（3）在20.00mL的0.1mol/LVO₂⁺溶液中，加入0.195g锌粉，恰好完成反应，则还原产物可能是

b

．
a．V          b．V²⁺          c．VO₂⁺        d．VO²⁺
（4）已知V₂O₅能和盐酸反应生成氯气和VO²⁺．请再写一个离子反应方程式，说明还原性：SO₃^2-＞Cl^-＞VO²⁺

Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+2H⁺+SO₄^2-

．

Answer 1

分析：（1）由题意可知，V₂O₅与稀硫酸、亚硫酸钾反应生成VOSO₄、K₂SO₄，由元素守恒可知还生成H₂O；
（2）ClO₃^-与VO²⁺反应生成VO₂⁺、Cl^-，根据电荷守恒、原子守恒确定其它物质并配平；
（3）根据电子转移守恒计算V元素在还原产物中的化合价，据此解答；
（4）V₂O₅能和盐酸反应生成氯气和VO²⁺，故还原性Cl^-＞VO²⁺，氯气可以将亚硫酸根氧化生成硫酸根、自身被还原为Cl^-，可以说明还原性SO₃^2-＞Cl^-．

解答：解：（1）（1）由题意可知，V₂O₅与稀硫酸、亚硫酸钾反应生成VOSO₄、K₂SO₄，由元素守恒可知还生成H₂O，配平后方程式为：V₂O₅+K₂SO₃+2H₂SO₄=2VOSO₄+K₂SO₄+2H₂O，
故答案为：V₂O₅+K₂SO₃+2H₂SO₄=2VOSO₄+K₂SO₄+2H₂O；
（2）ClO₃^-与VO²⁺反应生成VO₂⁺、Cl^-，氯元素化合价由+5降低为-1，共降低6价，V元素化合价由+4升高为+5，共升高1价，化合价升降最小公倍数为6，故ClO₃^-的系数为1、VO²⁺系数为6，由原子守恒可知成VO₂⁺的系数为6，Cl^-的系数为1，由电荷守恒可知还生成H⁺，系数为6，故有水参加反应，系数为3，配平该反应的离子方程式，并标出电子转移的数目和方向为：，
故答案为：；
（3）0.195g锌粉的物质的量=

0.195g

65g/mol

=0.003mol，令V元素在还原产物中的化合价为a，则：
0.003×2=0.02L×0.1mol/L×（5-a），解得a=2，
故答案为：b；
（4）V₂O₅能和盐酸反应生成氯气和VO²⁺，故还原性Cl^-＞VO²⁺，氯气可以将亚硫酸根氧化生成硫酸根、自身被还原为Cl^-，可以说明还原性SO₃^2-＞Cl^-，反应离子方程式为：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+2H⁺+SO₄^2-，
故答案为：Cl₂+SO₃^2-+H₂O=2Cl^-+2H⁺+SO₄^2-．

点评：本题考查氧化还原反应配平与计算、还原性强弱的比较等，难度中等，注意掌握氧化还原反应配平方法与守恒思想的运用．