Question

【题目】多钒酸盐在催化、医学等领域有着重要的应用。某多钒酸铵晶体的化学式为(NH4)xH6-xV10O28·10H2O。为测定其组成, 进行下列实验：

①称取样品0.9291 g，加入过量20% NaOH溶液，加热煮沸一段时间，生成的NH3用50.00 mL 0.1000 mol·L-1 盐酸吸收。加入指示剂，用0.1000 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定剩余的HCl，终点时消耗NaOH标准溶液20.00 mL。

②另称取样品0. 9291 g，加过量1.5 mol·L-1 H2SO4，微热溶解。加入3 g NaHSO3，搅拌，使五价钒V10O286-完全转化为四价钒VO2+。加热煮沸一段时间，然后用0. 06000 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定（还原产物为Mn2+），终点时消耗KMnO4标准溶液25.00 mL。

（1）在实验②中，煮沸的目的是____。

（2）KMnO4滴定时，将VO2+氧化为五价的VO2+，该反应的离子方程式为____。

（3）根据实验结果，确定该多钒酸铵晶体的化学式。____

Answer 1

【答案】除去溶液中剩余的H2SO3（或SO2） 5VO2+ + MnO4- + H2O = 5VO2+ + Mn2+ + 2H+ (NH4)4H2V10O28·10H2O

【解析】

应用反应中的关系式计算NH4+、V10O286-的物质的量，再由两者的物质的量之比求出化学式中的x。

(1)实验②中H2SO4过量，3 g NaHSO3完全转化为H2SO3或SO2。五价钒V10O286-完全还原后剩余的H2SO3或SO2也能与KMnO4标准溶液反应。可见，煮沸的目的是除去溶液中剩余的H2SO3（或SO2）。

(2)实验②中反应在酸性溶液中进行，VO2+被氧化为五价的VO2+，MnO4- 被还原为 Mn2+ 。酸性溶液中可生成或消耗H+。由此可写出离子方程式5VO2+ + MnO4- + H2O = 5VO2+ + Mn2+ + 2H+ 。

(3)0.9291 g样品中的NH4+与吸收NH3的HCl的关系：NH4+ ~ NH3 ~ HCl。n(NH4+)=n(HCl)=50.00×10-3L ×0.1000 mol·L-1—20.00×10-3L×0.1000 mol·L-1 =3.000×10-3mol 。

0.9291 g样品中的V10O286-与KMnO4标准溶液的关系：V10O286-~ 10VO2+ ~ 2MnO4- 。 n(V10O286-)=n(MnO4- )=×25.00×10-3L×0.06000 mol·L-1 =7.500×10-4mol 。

据多钒酸铵晶体的化学式(NH4)xH6-xV10O28·10H2O，有n(NH4+)∶n(V10O286-)=x∶1，代入数据得x=4。该多钒酸铵晶体的化学式为(NH4)4H2V10O28·10H2O。