Question

【題目】工業(yè)上常用釩爐渣(主要含FeO·V2O5，還有少量SiO2、P2O5等雜質(zhì))提取V2O5的流程如下：

（1）焙燒的目的是將FeO·V2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3，該過(guò)程中被氧化的元素是_______________；浸出渣的主要成分為____________________(填化學(xué)式)。

（2）用MgSO4溶液除硅、磷時(shí)，濾渣的主要成分為__________。

（3）在焙燒NH4VO3的過(guò)程中，固體質(zhì)量的減少值(縱坐標(biāo))隨溫度變化的曲線(xiàn)如圖所示，210℃時(shí)，剩余固體物質(zhì)的化學(xué)式為_____________________。

（4）由V2O5冶煉金屬釩采用鋁熱法，引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是__________________.

（5）將V2O5溶于足量稀硫酸得到250mL(VO2)2SO4溶液。取25.00mL該溶液于錐形瓶中，用0.1000 mol·L-1H2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00mL。已知滴定過(guò)程中H2C2O4被氧化為CO2，VO2+(黃色)被還原為VO2+(藍(lán)色)。

①該滴定實(shí)驗(yàn)不需要另外加入指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是___________________。

②(VO2)2SO4溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為___________________。

③達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，俯視滴定管讀數(shù)將使結(jié)果_________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。

Answer 1

【答案】 Fe和V Fe2O3 MgSiO3、Mg3(PO4)2 HVO3 在鋁熱劑上方鋪一層KClO3，插入鎂條并點(diǎn)燃 溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù) 0.08mol/L 偏低

【解析】釩爐渣(主要含FeO·V2O5，還有少量SiO2、P2O5等雜質(zhì))，加入碳酸鈉通入空氣焙燒，產(chǎn)物水浸過(guò)濾得到濾渣主要是氧化鐵，溶液中加入硫酸鎂除去硅、磷，過(guò)濾，濾渣的主要成分為MgSiO3、Mg3(PO4)2。濾液中加入硫酸銨沉釩生成NH4VO3，受熱分解生成V2O5。

（1）焙燒的目的是將FeOV2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3、氧化鐵和二氧化碳，反應(yīng)中Fe和V元素的化合價(jià)升高，因此該過(guò)程中被氧化的元素是Fe和V；鐵轉(zhuǎn)化為氧化鐵，所以浸出渣的主要成分為Fe2O3。答案為：Fe和V，F(xiàn)e2O3

（2）根據(jù)以上分析可知用MgSO4溶液除硅、磷時(shí)濾渣的主要成分為MgSiO3、Mg3(PO4)2答案為：MgSiO3、Mg3(PO4)2

（3）NH4VO3分解的過(guò)程中生成氨氣和HVO3，HVO3進(jìn)一步分解生成V2O5，210℃時(shí)若分解生成酸和氨氣，則剩余固體占起始固體百分含量為100/117×100%=85.47%，所以210℃時(shí)，剩余固體物質(zhì)的化學(xué)式為：HVO3；答案為：HVO3

（4）引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是在鋁熱劑上方鋪一層KClO3，插入鎂條并點(diǎn)燃；答案為：在鋁熱劑上方鋪一層KClO3，插入鎂條并點(diǎn)燃

（5）①已知滴定過(guò)程中H2C2O4被氧化為CO2，VO2+(黃色)被還原為VO2+(藍(lán)色)，所以該滴定實(shí)驗(yàn)不需要另外加入指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)。②反應(yīng)中V元素化合價(jià)從+5價(jià)降低到+4價(jià)，得到1個(gè)電子，碳元素化合價(jià)從+3價(jià)升高到+4價(jià)，失去1個(gè)電子，則根據(jù)電子得失守恒可知參加反應(yīng)的(VO2)2SO4的物質(zhì)的量等于草酸的物質(zhì)的量，即為0.1mol/L×0.02L，則(VO2)2SO4溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為。③達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，俯視滴定管讀數(shù)，則讀數(shù)偏小，消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積減少，因此將使結(jié)果偏低。答案為：①溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)②0.08mol/L③偏低