Question

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．

Answer 1

分析：（1）根据各元素化合价写出相应的氧化物，氧化物之间以“?”隔开，系数配置出现的分数应化为整数，各元素原子数目比不能变化；
（3）①VO₂⁺中V元素化合价由+5价降低为VO⁺中+3价，H₂C₂O₄中碳元素由+3价升高为CO₂中+4价，H₂C₂O₄是还原剂；化合价升降的最小公倍数为2，所以VO₂⁺系数为1，H₂C₂O₄系数为1，再根据原子守恒（电荷守恒）配平其它物质的系数；
②0.90g草酸的物质的量为0.01mol，根据离子方程式计算参加反应的n（VO₂⁺），据此计算参加反应的钒元素质量．

解答：解：（1）钾钒铀矿中的化学式为K₂H₆U₂V₂O₁₅，用氧化物的形式表示，根据各元素化合价写出相应的氧化物，氧化物之间以“?”隔开，系数配置出现的分数应化为整数，各元素原子数目比不能变化，该化合物的化学式为K₂O?V₂O₅?2UO₃?3H₂O，
故答案为：K₂O?V₂O₅?2UO₃?3H₂O；
（2）①VO₂⁺中V元素化合价由+5价降低为VO⁺中+3价，H₂C₂O₄中碳元素由+3价升高为CO₂中+4价，H₂C₂O₄是还原剂；化合价升降的最小公倍数为2，所以VO₂⁺系数为1，H₂C₂O₄系数为1，根据原子守恒可知，VO⁺，系数为1，CO₂系数为2，H₂O系数为1，配平后离子方程式为VO₂⁺+H₂C₂O₄═VO⁺+2CO₂+H₂O，
故答案为：1；1；1；2；1；
②反应时H₂C₂O₄中碳元素由+3价升高为CO₂中+4价，所以H₂C₂O₄是还原剂；0.90g草酸的物质的量为

0.9g

90g/mol

=0.01mol，由方程式可知n（VO₂⁺）=0.01mol，所以参加反应的钒元素的质量为0.01mol×51g/mol=0.51g，
故答案为：H₂C₂O₄；0.51．

点评：本题考查氧化还原反应配平、计算等，难度不大，注意掌握根据得失电子守恒配平方程式．