Question

【题目】偏钒酸铵(NH4VO3)主要用作催化剂、催干剂、媒染剂等。用沉淀法除去工业级偏钒酸铵中的杂质硅、磷的流程如下：

（1）碱溶时，下列措施有利于NH3逸出的是_____（填字母）。

A.升高温度 B.增大压吸 C．增大NaOH溶液的浓度

（2）①滤渣的主要成分为Mg3(PO4)2、MgSiO3，已知Ksp(MgSiO3)=2.4×l0-5.若滤液中c(SiO32-)=0.08mol/L，则c(Mg2+)=__________。

②由图可知，加入一定量的MgSO4溶液作沉淀剂时，随着温度的升高，除磷率下降，其原因是温度升高，Mg3(PO4)2溶解度增大和_______；但随着温度的升高，除硅率升高，其原因是______(用离子方程式表示)。

（3）沉钒时，反应温度需控制在50℃，在实验室可采取的加热方式为_______。

（4）探究NH4Cl的浓度对沉钒率的影响，设计实验步骤（常见试剂任选）：取两份10mL一定浓度的滤液A和B，分别加入lmL和10mL的1mol/LNH4Cl溶液，再向A中加入_______mL蒸馏水，控制两份溶液温度均为50℃、pH均为8，由专用仪器洲定沉钒率。加入蒸馏水的目的是______。

（5）偏钒酸铵本身在水中的溶解度不大，但在草酸(H2C2O4)溶液中因发生氧化还原反应而溶解，同时生成络合物(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]，该反应的化学方程式为_________。

Answer 1

【答案】⑴ ac

⑵① 3×10-4mol·L-1 ②促进Mg2+水解生成Mg(OH)2

SiO32-+2H2OH2SiO3↓+2OH-（或SiO32-+3H2OH4SiO4↓+2OH-）

⑶水浴加热

⑷9 使两份溶液总体积相等，便于比较

⑸2NH4VO3+4H2C2O4═(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]+2CO2↑+4H2O

【解析】以沉淀法除去工业级偏钒酸铵(NH4VO3)中硅、磷元素杂质的流程为：在偏钒酸铵中加氢氧化钠溶液，将偏钒酸铵溶解，铵盐遇到强碱生成氨气，再加盐酸调节溶液的pH值，加硫酸镁，生成Mg3(PO4)2、MgSiO3沉淀，过滤除去滤渣，在滤液中加氯化铵得偏钒酸铵。

(1)根据气体在水中溶解度的影响因素可知，升温、减压都可以减小气体的溶解度，故选a，由于氨气在水中形成氨水能电离出氢氧根离子，根平衡移动原理，增加氢氧根浓度可以减小氨气 的溶解度，故选c，故答案为：ac；

(2)①根据Ksp[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)c2(PO43-)可知，当c(PO43-)=10-6 molL-1时，c(Mg2+)==4×10-5molL-1，故答案为：4×10-5；

②根据影响盐类水解的因素可知，升高温度水解程度增大，镁离子、硅酸根离子都是易水解的离子，所以升温促进Mg2+水解生成Mg(OH)2，使硅酸根水解生成硅沉淀，反应的离子方程式为SiO32-+2H2OH2SiO3↓+2OH-(或者SiO32-+3H2OH4SiO4↓+2OH-)，故答案为：SiO32-+2H2OH2SiO3↓+2OH-(或者SiO32-+3H2OH4SiO4↓+2OH-)；

(3)反应温度需控制在50℃可以用水浴加热，故答案为：水浴加热；

(4)探究NH4Cl的浓度对沉钒率的影响，为要有可比性，两溶液的体积必须相等，所以要 向A中加入约9 mL蒸馏水，使两份溶液总体积相等，故答案为： 9；使两份溶液总体积相等，便于比较；

(5)偏钒酸本身在水中的溶解度不大，但在草酸(H2C2O4)溶液中因发生氧化还原反应而溶解，同时生成络合物(NH4)2〔(VO)2(C2O4)3〕，反应的化学方程式为2NH4VO3+4H2C2O4═(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]+2CO2↑+4H2O，故答案为：2NH4VO3+4H2C2O4═(NH4)2[(VO)2(C2O4)3]+2CO2↑+4H2O。