Question

釩有金屬“維生素”之稱，研究發(fā)現(xiàn)釩的某些化合物對治療糖尿病有很好的療效．
工業(yè)上設(shè)計(jì)將VOSO₄中的K₂SO₄、SiO₂、CuO雜質(zhì)除去并回收得到V₂O₅的流程如下：

請回答下列問題：
（1）步驟②、③的變化過程可表示為（HM為有機(jī)萃取劑）：VOSO₄（水層）+2HM（有機(jī)層）?VOM₂（有機(jī)層）+H₂SO₄（水層）
步驟②中萃取時(shí)必須加入適量堿，其原因是

 

．步驟③中X試劑為

 

．
（2）步驟④的離子方程式為

 

．
（3）該工藝流程中，可以循環(huán)利用的物質(zhì)有

 

 和

 

．
（4）操作Ⅰ得到的廢渣，用

 

溶解，充分反應(yīng)后，

 

，（填寫系列操作名稱）稱量得到mg氧化銅．
（5）為了制得氨水，甲、乙兩小組選擇了不同方法制取氨氣，請將實(shí)驗(yàn)裝置的字母編號和制備原理填寫在下表空格中．

	實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)藥品	制備原理
甲小組	A	氫氧化鈣、氯化銨	反應(yīng)的化學(xué)方程式為①
乙小組	②	濃氨水、氫氧化鈉固體	分析產(chǎn)生氨氣的原因③

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）②中萃取時(shí)必須加入適量堿，會(huì)和平衡中的氫離子反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行；③中反萃取時(shí)加入的X試劑是抑制平衡正向進(jìn)行；
（2）步驟④加入KClO₃使VO²⁺氧化為VO₃^-，則本身被還原為Cl^-，配平得離子方程式；
（3）分析流程圖，物質(zhì)參加反應(yīng)，反應(yīng)過程中又生成可以循環(huán)利用；
（4）根據(jù)氧化銅和二氧化硅的性質(zhì)的不同和物質(zhì)分離的方法判斷；
（5）①氫氧化鈣與氯化銨反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水；
②濃氨水是液體，氫氧化鈉是固體，為使氨氣逸出，把氨水滴入固體氫氧化鈉中，隨著氫氧化鈉溶解放熱，溫度升高，使氨的溶解度減小而放出，故選B裝置；氫氧化鈉溶于氨水后放熱、增加氫氧根濃度，使NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-向逆方向移動(dòng)，加快氨氣逸出，

解答： 解：（1）②中萃取時(shí)必須加入適量堿，分析平衡，Rⁿ⁺（水層）+nHA（有機(jī)層）?RA_n（有機(jī)層）+nH⁺（水層），加入的堿會(huì)和平衡中的氫離子反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行；③中反萃取時(shí)加入的X試劑是抑制平衡正向進(jìn)行，可以加入硫酸抑制平衡正向進(jìn)行，
故答案為：加入堿中和產(chǎn)生的酸，平衡右移提高了釩的萃取率；硫酸；
（2）步驟④加入KClO₃使VO²⁺氧化為VO₃^-，則本身被還原為Cl^-，配平得離子方程式為ClO₃^-+6VO²⁺+9H₂O=Cl^-+6VO₃^-+18H⁺，
故答案為：ClO₃^-+6VO²⁺+9H₂O=Cl^-+6VO₃^-+18H⁺；
（3）分析流程圖，物質(zhì)參加反應(yīng)，反應(yīng)過程中又生成的物質(zhì)，或重復(fù)利用的物質(zhì)可以循環(huán)利用，流程中有機(jī)萃取劑、氨氣可以循環(huán)利用，故答案為：有機(jī)萃取劑；氨氣．
（4）操作Ⅰ得到的廢渣的成分是氧化銅和二氧化硅，氧化銅為堿性氧化物與堿不反應(yīng)，二氧化硅是酸性氧化物溶于氫氧化鈉溶液，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥，稱量得到mg氧化銅，故答案為：氫氧化鈉溶液；過濾、洗滌、干燥；
（5）①氫氧化鈣與氯化銨反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂，
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

2NH₃↑+2H₂O+CaCl₂；
②濃氨水是液體，氫氧化鈉是固體，為使氨氣逸出，把氨水滴入固體氫氧化鈉中，隨著氫氧化鈉溶解放熱，溫度升高，使氨的溶解度減小而放出，故選B裝置；氫氧化鈉溶于氨水后放熱、增加氫氧根濃度，使NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-向逆方向移動(dòng)，加快氨氣逸出，
故答案為：B；氧氧化鈉吸水，促使氨放出；氫氧化鈉電離出的OH^-增大了氨水中OH^-濃度，促使氨水電離平衡左移，導(dǎo)致氨氣放出．

點(diǎn)評：本題考查了流程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法應(yīng)用，題干信息分析判斷能力，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等