Question

隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金維生素”。已知釩的原子序數(shù)為23，完成下列各題：

(1)釩被認(rèn)為是一種稀土元素，廣泛分散于各種礦物中，鉀釩鈾礦中的釩原子最外層已達(dá)8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為K₂H₆U₂V₂O₁₅，若用氧化物的形式表示，該化合物的化學(xué)式為__________________。

(2)測(cè)定釩含量的方法是先把釩轉(zhuǎn)化成V₂O₅，V₂O₅在酸性溶液里轉(zhuǎn)變成，再用鹽酸、硫酸亞鐵、草酸等測(cè)定釩。請(qǐng)配平下列反應(yīng)式并表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：

□+□+H₂C₂O₄□VO⁺+□CO₂+□H₂O

其中還原劑是_________；若消耗0.9 g草酸，所對(duì)應(yīng)釩元素質(zhì)量是_________g。

Answer 1

解析:將新材料與化學(xué)基本概念相結(jié)合進(jìn)行命題，是高考常用的一種命題方法。釩是過渡元素，教材中未出現(xiàn)，題中以信息的形式告訴考生，通過化學(xué)式的改寫、氧化還原反應(yīng)方程式的配平及還原劑的判斷，考查考生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況。

(1)由題意，鉀釩鈾礦中V的各層電子數(shù)分別為2、8、8，故V的化合價(jià)為+5(23-18=5)價(jià)。再由K₂H₆U₂V₂O₁₅，根據(jù)化合價(jià)規(guī)則可知U的化合價(jià)為+6價(jià)，化學(xué)式改寫成氧化物時(shí)遵循二不變——一是各元素的化合價(jià)不變，二是各原子個(gè)數(shù)不變，故改寫為K₂O·V₂O₅·2UO₃·

3H₂O。

(2)反應(yīng)中化合價(jià)降低總數(shù)為2，V是氧化劑；，化合價(jià)升高總數(shù)為(4-3)×2=2，H₂C₂O₄是還原劑。由化合價(jià)升降總數(shù)先確定還原劑與氧化產(chǎn)物、氧化劑與還原產(chǎn)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)，再用觀察法確定水的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1。反應(yīng)中消耗0.9 g H₂C₂O₄時(shí)，對(duì)應(yīng)釩元素質(zhì)量是×51 g·mol^-1=0.51 g。

答案:(1)K₂O·V₂O₅·2UO₃·3H₂O

         H₂C₂O₄      0.51 g