Question

16．偏釩酸銨（NH₄VO₃）為白色或微黃色的晶體粉末，微溶于水和氨水，而難溶于冷水，在釩的濕法冶金中占重要地位．
（1）NH₄VO₃中釩的化合價為+5；已知釩（V）的原子序數(shù)為23，試判斷V元素在元素周期表中是否為主族元素：否（填“是”、“否”或“無法判斷”）．
（2）偏釩酸銨在常溫下穩(wěn)定，加熱時易分解．它在空氣中分解能得到V₂O₅，試寫出偏釩酸銨分解的方程式：2NH₄VO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$V₂O₅+2NH₃↑+H₂O，該反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)（填“氧化還原反應(yīng)”或“非氧化還原反應(yīng)”）．
（3）釩的氧化物五氧化二釩廣泛用于冶金、化工等行業(yè)，工業(yè)上常用鋁熱反應(yīng)得到金屬釩，該反應(yīng)方程式為3V₂O₅+10Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6V+5Al₂O₃，得到1molV，需轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為5mol．
（4）釩電池（VRB）是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的二次電池．某釩電池總反應(yīng)為VO${\;}_{2}^{+}$+V²⁺+2H⁺$?_{充電}^{放電}$VO²⁺+V³⁺+H₂O．
①放電時釩電池的負(fù)極反應(yīng)式為V²⁺-e^-=V³⁺，
②用該釩電池進(jìn)行鐵制品上鍍銅，鐵制品應(yīng)與電池的負(fù)極（填“正極”或“負(fù)極”）相連．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)化合價代數(shù)和為0計算解答；釩（V）的原子序數(shù)為23，位于周期表第四周期ⅤB族；
（2）偏釩酸銨受熱分解生成V₂O₅和氨氣、水，依據(jù)反應(yīng)中是否有化合價變化判斷是否是氧化還原反應(yīng)；
（3）工業(yè)上常用V₂O₅跟金屬鋁粉發(fā)生鋁熱反應(yīng)得到金屬釩，發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成V和氧化鋁；
（4）①放電時為原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，+2價釩失去電子生成+3價釩；
②電鍍池為電解池，陽極為鍍層金屬，陰極為鍍件．

解答 解（1）NH₄VO₃中銨根離子為+1價，O為-2價，根據(jù)化合物代數(shù)和為0，計算得V的化合價為+5價；釩（V）的原子序數(shù)為23，核外電子排布為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²，位于周期表第四周期ⅤB族，
故答案為：+5；否；
（2）偏釩酸銨受熱分解生成V₂O₅和氨氣、水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₄VO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$V₂O₅+2NH₃+H₂O，元素化合價沒有發(fā)生變化，不是氧化還原反應(yīng)，
故答案為：2NH₄VO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$V₂O₅+2NH₃+H₂O；非氧化還原反應(yīng)；
（3）工業(yè)上常用V₂O₅跟金屬鋁粉發(fā)生鋁熱反應(yīng)得到金屬釩，發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成V和氧化鋁，反應(yīng)的方程式為3V₂O₅+10Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6V+5Al₂O₃，反應(yīng)中V的化合價由+5價降低到0價，則每生成1molV，轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為5mol，
故答案為：3V₂O₅+10Al $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6V+5Al₂O₃；5；
（4）①放電時為原電池，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，+2價釩失去電子生成+3價釩，電極反應(yīng)式：V²⁺-e^-=V³⁺；
②電鍍池為電解池，陽極為鍍層金屬，陰極為鍍件，鐵制品上鍍銅鐵制品應(yīng)與電池的負(fù)極相連為電解池的陰極；
故答案為：V²⁺-e^-=V³⁺；負(fù)極．

點評 本題考查了金屬的冶煉與原電池、電解池知識，明確鋁熱反應(yīng)原理及原電池、電解池工作原理是解題關(guān)鍵，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，題目難度不大．