Question

2008年10月14日長(zhǎng)江商報(bào)報(bào)道：湖北監(jiān)利釩污染致近千人患嚴(yán)重皮膚病。監(jiān)利縣有投產(chǎn)和在建的非法釩冶煉廠達(dá)9家，非法釩冶煉廠所造成的污染使得草木枯萎，飲水變咸，清河變濁，人畜奇怪病變，曾經(jīng)的魚米之鄉(xiāng)正受到前所未有的污染威脅。釩和釩(V)的化合物在工業(yè)上有重要用途。如五氧化二釩是工業(yè)接觸法制硫酸的催化劑。查閱資料知，利用釩礦石制五氧化二釩和釩的工藝流程圖如下：

（1）釩（V）的原子序數(shù)為23，下列對(duì)釩在元素周期表中位置和元素類別判斷正確的是            。
A．它位于第五周期第Ⅴ_B族    B．它位于第四周期第Ⅴ_B族    C．它是過(guò)渡元素 
D．它位于第五周期第Ⅴ_A族    E．它位于第四周期第Ⅴ_A族    F．它與鐵位于同一周期
（2）工業(yè)上，接觸法制硫酸在接觸室里發(fā)生反應(yīng)：2SO₂+O₂2SO₃，催化劑一般是V₂O₅­，下列對(duì)五氧化二釩作用的描述正確的是            。
A．能增大該反應(yīng)所需要的能量      B．能提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率      
C．能改變?cè)摲磻?yīng)的反應(yīng)熱（△H）  D．能同程度增大正、逆反應(yīng)速率   
E．能增加SO₂和O₂分子的能量
（3）寫出下列化學(xué)方程式：
反應(yīng)I：          ；反應(yīng)III：                         ；反應(yīng)IV：        。
（4）預(yù)測(cè)反應(yīng)II發(fā)生的原因是         ；IV的反應(yīng)類型是         。

Answer 1

（1）B、C、F；（2）D（3）（I）Ca(VO₃)₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaVO₃（III） 2NH₄VO₃V₂O₅+2NH₃↑+H₂O（IV）10Al+3V₂O₅6V+5Al₂O₃,
(4)NH₄VO₃微溶或難溶于水；置換反應(yīng)或放熱反應(yīng)或氧化還原反應(yīng)

（1）判斷釩在周期表中位置，可以類比鉀、鈣在周期表中位置，鈣位于第四周期第Ⅱ_A族，而釩原子序數(shù)比鈣的多3，族序數(shù)排列順序從左至右為：I_A、Ⅱ_A、Ⅲ_B、Ⅳ_B、Ⅴ_B、Ⅵ_B等，釩在周期表中位于第四周期第Ⅴ_B族。副族元素都是過(guò)渡元素，鐵位于第四周期第Ⅷ族。只有B、C、F項(xiàng)正確；（2）催化劑作用是降低反應(yīng)所需要能量，即可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)所需要的能量都同程度降低了，A錯(cuò)；同倍數(shù)加快正、逆反應(yīng)速率，所以，平衡不移動(dòng)，不能提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率，只能縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間，B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確�；瘜W(xué)反應(yīng)熱只與始、終態(tài)物質(zhì)（包括數(shù)量）有關(guān)，與反應(yīng)過(guò)程（途徑）無(wú)關(guān)，催化劑不能改變產(chǎn)物的量，所以，反應(yīng)熱不受是否有催化劑影響。C錯(cuò)；升高溫度能增大反應(yīng)物分子的能量，而催化劑不能改變反應(yīng)物分子的能量，E錯(cuò)誤。
（3）反應(yīng)I屬于兩種鹽發(fā)生反應(yīng)生成兩種新鹽，符合復(fù)分解反應(yīng)條件；反應(yīng)III：NH₄VO₃V₂O₅，釩的化合價(jià)沒有變化，說(shuō)明它發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，類似碳酸氫銨分解：即NH₄VO₃V₂O₅+NH₃+H₂O。根據(jù)鋁熱反應(yīng)原理，鋁與五氧化二釩在高溫下反應(yīng)生成釩和氧化鋁；
（4）一般鈉鹽可溶，氯化銨易溶，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)條件，產(chǎn)物的兩種鹽中至少有一種鹽溶解度更小，才能減小反應(yīng)物的離子濃度，促進(jìn)平衡向正向移動(dòng)。因?yàn)镹aVO₃+NH₄Cl=NH₄VO₃+NaCl.氯化鈉是易溶鹽，所以，NH₄VO₃可能是微溶鹽或難溶鹽。10Al+3V₂O₅6V+5Al₂O₃,根據(jù)基本反應(yīng)類型分類，它是置換反應(yīng)；根據(jù)元素化合價(jià)是否變化分類，它是氧化還原反應(yīng)；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)能量變化分類，鋁冶煉難熔金屬的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。